EP0041093A1 - Process and apparatus for burning cement - Google Patents

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EP0041093A1
EP0041093A1 EP81100695A EP81100695A EP0041093A1 EP 0041093 A1 EP0041093 A1 EP 0041093A1 EP 81100695 A EP81100695 A EP 81100695A EP 81100695 A EP81100695 A EP 81100695A EP 0041093 A1 EP0041093 A1 EP 0041093A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
preheater
rotary kiln
raw material
traveling grate
preheating
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Withdrawn
Application number
EP81100695A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Dipl.-Ing. Mollenkopf
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.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Krupp Polysius AG
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Filing date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/2016—Arrangements of preheating devices for the charge

Definitions

  • the invention relates to a method and a plant for firing cement, wherein granulated raw material is preheated on a traveling grate preheater and flour-shaped raw material in a cyclone preheater and the entire preheated raw material is then completely burned in a rotary kiln and cooled in a cooler.
  • the invention is therefore based on the object, while avoiding this deficiency, to further develop the aforementioned method in such a way that the efficiency of the preheating is significantly improved.
  • This object is achieved in that the preheating and a precalcination of the granulated raw material on the traveling grate preheater is carried out using cooler air heated by additional fuel, while at least the majority of the exhaust gases from the rotary kiln are fed to the cyclone preheater for preheating the flour-like raw material.
  • the cooler air supplied to the traveling grate preheater and heated by additional fuel is largely dust-free.
  • the dust deposits which are so disruptive for gas passage through the grate and a consequent deterioration in the heat transfer are avoided.
  • heating the cooler air with additional fuel offers the opportunity not only to dry and preheat the granulated raw material on the traveling grate preheater, but also to subject it to a pre-calcination to the desired extent, in order to relieve the rotary kiln of heat work. This measure is particularly useful in cases where an existing one is equipped with a single preheater Plant should be increased in performance by installing a further preheater.
  • the preheating and precalcination of the granulated raw material on the traveling grate preheater is expediently carried out exclusively using cooler air heated by additional fuel.
  • the dust-containing exhaust gases from the rotary kiln are fed entirely or at least in their major part to the cyclone preheater for preheating the flour-like raw material.
  • the flour-like raw material preheated in the cyclone preheater can also be precalcined by using additional fuel.
  • the cyclone preheater with cooler air heated by additional fuel in addition to exhausting the rotary kiln. This measure can be particularly useful if a part of the exhaust gases from the rotary kiln is removed from the system bypassing the cyclone preheater in order to remove undesired components of these exhaust gases (e.g. alkalis, sulfides, etc.) from the process.
  • these exhaust gases e.g. alkalis, sulfides, etc.
  • the cement firing plant shown contains a traveling grate preheater 1 for preheating granulated raw material, a cyclone preheater 2 for preheating flour-shaped raw material, a rotary kiln 3 for final firing of the entire preheated raw material and a cooler 4.
  • the traveling grate preheater 1 is provided on the side facing the rotary kiln 2 with separating elements 5 (such as partitions, slides or the like) which allow the goods to pass from the traveling grate preheater 1 into the rotary kiln 2, while allowing exhaust gases from the rotary kiln 2 to pass through the traveling grate preheater 1 prevent.
  • separating elements 5 such as partitions, slides or the like
  • the cooler 4 is connected to the traveling grate preheater 1 via a line 6 through which cooler air is supplied to the traveling grate preheater 1. This cooler air is heated by additional fuel (burner 7) and causes preheating and precalcination of the granulated raw material.
  • the exhaust gases from the rotary kiln 1 flow through the multi-stage cyclone preheater 2 in a known manner.
  • Burners 8 in the riser 9 leading from the rotary kiln 3 to the bottom cyclone stage serve to supply additional fuel, in order to also feed the flour-like raw material preheated in the cyclone preheater 2 undergo extensive preliminary calcination before it reaches the rotary kiln 3.
  • a bypass 10 is connected to the riser 9, through which an adjustable part of the furnace exhaust gases can be removed from the system if necessary bypassing the cyclone preheater 2.

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Abstract

The invention relates to a process and apparatus for burning cement, wherein the preheating and precalcination of granulated raw material takes place on a moving grate preheater (1) using air from a cooler, while exit gases from the rotary kiln (B) are passed to a cyclone preheater (2) for preheating powdery raw material. Such a process is distinguished by a particularly high efficiency of preheating. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zum Brennen von Zement, wobei granuliertes Rohmaterial auf einem Wanderrostvorwärmer und mehlförmiges Rohmaterial in einem Zyklonvorwärmer vorgewärmt und das gesamte vorgewärmte Rohmaterial anschließend in einem Drehrohrofen fertiggebrannt und in einem Kühler gekühlt wird.The invention relates to a method and a plant for firing cement, wherein granulated raw material is preheated on a traveling grate preheater and flour-shaped raw material in a cyclone preheater and the entire preheated raw material is then completely burned in a rotary kiln and cooled in a cooler.

Es ist bekannt, bereits vorhandene Zementbrennanlagen, die beispielsweise mit einem Wanderrostvorwärmer ausgerüstet sind, zum Zwecke der Leistungssteigerung mit einem zusätzlichen Zyklonvorwärmer zu versehen. Dabei erfolgt sowohl die Vorwärmung des granulierten Rohmateriales auf dem Wanderrostvorwärmer als auch die Vorwärmung des mehlförmigen Rohmateriales im Zyklonvorwärmer mittels der Abgase des Drehrohrofens, die zu diesem Zweck in zwei, den beiden Vorwärmern zugeführte Teilströme aufgeteilt werden.It is known to provide existing cement burning plants, for example equipped with a traveling grate preheater, with an additional cyclone preheater for the purpose of increasing performance. Both the preheating of the granulated raw material on the traveling grate preheater and the preheating of the flour-shaped raw material in the cyclone preheater are carried out by means of the exhaust gases from the rotary kiln, which are divided into two partial streams supplied to the two preheaters for this purpose.

Anlagen, die nach diesem bekannten Verfahren arbeiten, sind mit einem wesentlichen Nachteil behaftet. Da dem Drehrohrofen vom Zyklonvorwärmer mehlförmiges Rohmaterial zugeführt wird, ist in den Abgasen des Drehrohrofens ein verhältnismäßig großer Staubanteil enthalten. Da ein Teilstrom dieser Abgase des Drehrohrofens dem Wanderrostvorwärmer zwecks Vorwärmung des granulierten Rohmateriales zugeleitet wird, gelangt mit diesem Teilstrom der Ofenabgase ein unerwünscht hoher Staubanteil zum Wanderrostvorwärmer. Er lagert sich dort auf der Materialschicht ab und macht damit die Schicht mehr oder weniger gasundurchlässig, was sich auf die Funktion des.Wanderrostvorwärmers sehr ungünstig auswirkt.Plants that work according to this known method have a major disadvantage. Since flour-like raw material is fed to the rotary kiln from the cyclone preheater, the exhaust gases from the rotary kiln contain a relatively large proportion of dust. Since a partial flow of these exhaust gases from the rotary kiln is fed to the traveling grate preheater for the purpose of preheating the granulated raw material, an undesirably high proportion of dust reaches the traveling grate preheater with this partial flow of the furnace exhaust gases. It deposits there on the material layer and does so the layer is more or less impermeable to gas, which has a very unfavorable effect on the function of the traveling grate preheater.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieses Mangels das eingangs genannte Verfahren dahin weiterzuentwickeln, daß der Wirkungsgrad der Vorwärmung wesentlich verbessert wird.The invention is therefore based on the object, while avoiding this deficiency, to further develop the aforementioned method in such a way that the efficiency of the preheating is significantly improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorwärmung sowie eine Vorcalcination des granulierten Rohmateriales auf dem Wanderrostvorwärmer unter Verwendung von durch zusätzlichen Brennstoff erhitzter Kühlerluft erfolgt, während zumindest der überwiegende Teil der Abgase des Drehrohrofens dem Zyklonvorwärmer zur Vorwärmung des mehlförmigen Rohmateriales zugeführt wird.This object is achieved in that the preheating and a precalcination of the granulated raw material on the traveling grate preheater is carried out using cooler air heated by additional fuel, while at least the majority of the exhaust gases from the rotary kiln are fed to the cyclone preheater for preheating the flour-like raw material.

Die dem Wanderrostvorwärmer zugeführte, durch zusätzlichen Brennstoff erhitzte Kühlerluft ist weitgehend staubfrei. Dadurch werden die für den Gasdurchtritt durch den Rost so störenden Staubablagerungen und eine hierdurch bedingte Verschlechterung des Wärmeüberganges vermieden. Zugleich bietet die Erhitzung der Kühlerluft durch zusätzlichen Brennstoff die Möglichkeit, das granulierte Rohmaterial auf dem Wanderrostvorwärmer nicht nur zu trocknen und vorzuwärmen, sondern auch in gewünschtem Maße einer Vorcalcination zu unterziehen, um auf diese Weise den Drehrohrofen von Wärmearbeit zu entlasten. Diese Maßnahme erweist sich besonders in den Fällen nützlich, in denen eine bereits vorhandene, mit einem einzigen Vorwärmer ausgerüstete Anlage durch Einbau eines weiteren Vorwärmers in ihrer Leistung gesteigert werden soll.The cooler air supplied to the traveling grate preheater and heated by additional fuel is largely dust-free. As a result, the dust deposits which are so disruptive for gas passage through the grate and a consequent deterioration in the heat transfer are avoided. At the same time, heating the cooler air with additional fuel offers the opportunity not only to dry and preheat the granulated raw material on the traveling grate preheater, but also to subject it to a pre-calcination to the desired extent, in order to relieve the rotary kiln of heat work. This measure is particularly useful in cases where an existing one is equipped with a single preheater Plant should be increased in performance by installing a further preheater.

Zweckmäßig erfolgt die Vorwärmung und Vorcalcination des granulierten Rohmateriales auf dem Wanderrostvorwärmer ausschließlich unter Verwendung von durch zusätzlichen Brennstoff erhitzter Kühlerluft. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, im Bedarfsfalle einen kleinen Teil der Abgase des Drehrohrofens dem Wanderrostvorwärmer zuzuleiten, sofern sich hierdurch keine störenden Staubablagerungen auf dem Rost ergeben.The preheating and precalcination of the granulated raw material on the traveling grate preheater is expediently carried out exclusively using cooler air heated by additional fuel. In the context of the invention, however, it is also possible, if necessary, to feed a small part of the exhaust gases from the rotary kiln to the traveling grate preheater, provided that this does not result in any annoying dust deposits on the grate.

Erfindungsgemäß werden die staubhaltigen Abgase des Drehrohrofens ganz oder zumindest in ihrem überwiegenden Teil dem Zyklonvorwärmer zur Vorwärmung des mehlförmigen Rohmateriales zugeführt. Auch das im Zyklonvorwärmer vorgewärmte mehlförmige Rohmaterial kann dabei durch Einsatz von zusätzlichem Brennstoff eine Vorcalcination erfahren.According to the invention, the dust-containing exhaust gases from the rotary kiln are fed entirely or at least in their major part to the cyclone preheater for preheating the flour-like raw material. The flour-like raw material preheated in the cyclone preheater can also be precalcined by using additional fuel.

Es ist ferner im Rahmen der Erfindung auch möglich, dem Zyklonvorwärmer außer Abgasen des Drehrohrofens durch zusätzlichen Brennstoff erhitzte Kühlerluft zuzuführen. Diese Maßnahme kann besonders dann sinnvoll sein, wenn ein Teil der Abgase des Drehrohrofens unter Umgehung des Zyklonvorwärmers aus der Anlage abgezogen wird, um unerwünschte Bestandteile dieser Abgase (z.B. Alkalien, Sulfide usw.) aus dem Prozeß zu entfernen.It is also possible within the scope of the invention to supply the cyclone preheater with cooler air heated by additional fuel in addition to exhausting the rotary kiln. This measure can be particularly useful if a part of the exhaust gases from the rotary kiln is removed from the system bypassing the cyclone preheater in order to remove undesired components of these exhaust gases (e.g. alkalis, sulfides, etc.) from the process.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht.An embodiment of a system for performing the method according to the invention is illustrated schematically in the drawing.

Die dargestellte Anlage zum Brennen von Zement enthält einen Wanderrostvorwärmer 1 zum Vorwärmen von granuliertem Rohmaterial, einen Zyklonvorwärmer 2 zum Vorwärmen von mehlförmigem Rohmaterial, einen Drehrohrofen 3 zum Fertigbrennen des gesamten vorgewärmten Rohmateriales sowie einen Kühler 4.The cement firing plant shown contains a traveling grate preheater 1 for preheating granulated raw material, a cyclone preheater 2 for preheating flour-shaped raw material, a rotary kiln 3 for final firing of the entire preheated raw material and a cooler 4.

Der Wanderrostvorwärmer 1 ist auf der dem Drehrohrofen 2 zugewandten Seite mit Trennelementen 5 (wie Trennwänden, Schiebern oder dgl.) versehen, die einen Übergang des Gutes vom Wanderrostvorwärmer 1 in den Drehrohrofen 2 gestatten, einen Durchtritt von Abgasen des Drehrohrofens 2 zum Wanderrostvorwärmer 1 dagegen verhindern.The traveling grate preheater 1 is provided on the side facing the rotary kiln 2 with separating elements 5 (such as partitions, slides or the like) which allow the goods to pass from the traveling grate preheater 1 into the rotary kiln 2, while allowing exhaust gases from the rotary kiln 2 to pass through the traveling grate preheater 1 prevent.

Der Kühler 4 ist mit,dem Wanderrostvorwärmer 1 über eine Leitung 6 verbunden, durch die Kühlerluft dem Wanderrostvorwärmer 1 zugeführt wird. Diese Kühlerluft wird durch zusätzlichen Brennstoff (Brenner 7) erhitzt und bewirkt eine Vorwärmung und Vorcalcination des granulierten Rohmateriales.The cooler 4 is connected to the traveling grate preheater 1 via a line 6 through which cooler air is supplied to the traveling grate preheater 1. This cooler air is heated by additional fuel (burner 7) and causes preheating and precalcination of the granulated raw material.

Die Abgase des Drehrohrofens.1 durchströmen in bekannter Weise den mehrstufig aufgebauten Zyklonvorwärmer 2. Brenner 8 in der vom Drehrohrofen 3 zur untersten Zyklonstufe führenden Steigleitung 9 dienen zur Zuführung von zusätzlichem Brennstoff, um auch das im Zyklonvorwärmer 2 vorgewärmte mehlförmige Rohmaterial einer weitgehenden Vorcalcination zu unterwerfen, ehe es in den Drehrohrofen 3 gelangt.The exhaust gases from the rotary kiln 1 flow through the multi-stage cyclone preheater 2 in a known manner. Burners 8 in the riser 9 leading from the rotary kiln 3 to the bottom cyclone stage serve to supply additional fuel, in order to also feed the flour-like raw material preheated in the cyclone preheater 2 undergo extensive preliminary calcination before it reaches the rotary kiln 3.

An die Steigleitung 9 schließt sich ein By-pass 10 an, durch den ein einstellbarer Teil der Ofenabgase im Bedarfsfalle unter Umgehung des Zyklonvorwärmers 2 aus dem System abgezogen werden kann.A bypass 10 is connected to the riser 9, through which an adjustable part of the furnace exhaust gases can be removed from the system if necessary bypassing the cyclone preheater 2.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene folgendes praktischesBeispiel:

  • Für die Erzeugung von 1 kg Klinker werden 1,54 kg trockenes Rohmehl benötigt. 38 % der Rohmehlmenge erhält der Wanderrostvorwärmer in Form von ca. 12 % feuchten Granalien. 62 % der Gesamtrohmehlmenge werden im Zyklonvorwärmer behandelt. Der Grad der Entsäuerung beträgt beim Wanderrostvorwärmer 20 und beim Zyklonvorwärmer 90 %. Die Gesamtanlage arbeitet mit einem Brennstoffbedarf von etwa 800 kcal/kg Kl. Der Ofen erhält 53 %, der Wanderrostvorwärmer 22 % und der Zyklonvorwärmer 25 % der Gesamtbrennstoffmenge.
The following practical example serves to further explain the invention:
  • 1.54 kg of dry raw meal are required to produce 1 kg of clinker. The traveling rust preheater receives 38% of the raw meal in the form of approx. 12% moist granules. 62% of the total raw meal quantity is treated in the cyclone preheater. The degree of deacidification is 20% for the traveling grate preheater and 90% for the cyclone preheater. The entire system works with a fuel requirement of around 800 kcal / kg Kl. The furnace receives 53%, the traveling grate preheater 22% and the cyclone preheater 25% of the total fuel quantity.

Entsprechend den für die verschiedenen Brennstellen genannten Brennstoffmengen wird ca. 0,5 Nm3/kg Kl heiße Luft (mit ca 700° C ) aus dem Kühler gezogen und den genannten Brennstellen im Drehrohrofen, Wanderrostvorwärmer und Zyklonvorwärmer zugeführt.Corresponding to the amounts of fuel mentioned for the various burning points, approx. 0.5 Nm 3 / kg KL hot air (at approx. 700 ° C) is drawn out of the cooler and fed to the mentioned burning points in the rotary kiln, traveling grate preheater and cyclone preheater.

Aus dem Drehrohrofen gelangen für eine Verbrennung mit geringem Luftüberschuß etwa 0,7 Nm3/kg Kl Ofenabgas mit ca. 1000°C in den Zyklonvorwärmer. Die Abgastemperaturen betragen beim Wanderrostvorwärmer ca. 120°C und beim Zyklonvorwärmer ca. 350°C.For combustion with a small excess of air, approx. 0.7 Nm 3 / kg Kl of exhaust gas from the rotary kiln reaches the cyclone preheater at approx. 1000 ° C. The Exhaust gas temperatures are approx. 120 ° C for the traveling grate preheater and approx. 350 ° C for the cyclone preheater.

Claims (7)

1. Verfahren zum Brennen von Zement, wobei granuliertes Rohmaterial auf einem Wanderrostvorwärmer und mehlförmiges Rohmaterial in einem Zyklonvorwärmer vorgewärmt und das gesamte vorgewärmte Rohmaterial anschließend in einem Drehrohrofen fertiggebrannt und in einem Kühler gekühlt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorwärmung sowie eine Vorcalcination des granulierten Rohmateriales auf dem Wanderrostvorwärmer unter Verwendung von durch zusätzlichen Brennstoff erhitzter Kühlerluft erfolgt, während zumindest der überwiegende Teil der Abgase des Drehrohrofens dem Zyklonvorwärmer zur Vorwärmung des mehlförmigen Rohmateriales zugeführt wird.1. A method for firing cement, wherein granulated raw material is preheated on a traveling grate preheater and flour-shaped raw material in a cyclone preheater and the entire preheated raw material is then burned in a rotary kiln and cooled in a cooler,
characterized,
that the preheating and a precalcination of the granulated raw material on the traveling grate preheater takes place using cooler air heated by additional fuel, while at least the majority of the exhaust gases from the rotary kiln are fed to the cyclone preheater for preheating the flour-shaped raw material. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung und Vorcalcination des granulierten Rohmateriales auf dem Wanderrostvorwärmer ausschließlich unter Verwendung von durch zusätzlichen Brennstoff erhitzter Kühlerluft erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the preheating and precalcination of the granulated raw material on the traveling grate preheater takes place exclusively using cooler air heated by additional fuel. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch das im Zyklonvörwärmer vorgewärmte mehlförmige Rohmaterial durch Einsatz von zusätzlichem Brennstoff eine Vorcalcination erfährt.3. The method according to claim 1, characterized in that the preheated flour-like raw material in the cyclone preheater undergoes a pre-calcination by using additional fuel. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zyklonvorwärmer ausschließlich Abgase des Drehrohrofens zugeführt werden.4. The method according to claim 1, characterized in that only the exhaust gases of the rotary kiln are fed to the cyclone preheater. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zyklonvorwärmer außer Abgasen des Drehrohrofens auch durch zusätzlichen Brennstoff erhitzte Kühlerluft zugeführt wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the cyclone preheater is supplied in addition to exhausting the rotary kiln heated by additional fuel cooler air. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Abgase des Drehrohrofens unter Umgehung des Zyklonvorwärmers aus der Anlage abgezogen wird.6. The method according to claim 1, characterized in that a part of the exhaust gases of the rotary kiln is bypassed bypassing the cyclone preheater from the system. 7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wanderrostvorwärmer auf der dem Drehrohrofen zugewandten Seite mit Trennelementen versehen ist, die einen Übergang des Gutes vom Wanderrostvorwärmer in den Drehrohrofen gestatten, einen Durchtritt von Abgasen des Drehrohrofens zum Wanderrostvorwärmer dagegen verhindern.7. Plant for performing the method according to claim 1, characterized in that the traveling grate preheater is provided on the side facing the rotary kiln with separating elements which allow a transfer of the goods from the traveling grate preheater into the rotary kiln, preventing passage of exhaust gases from the rotary kiln to the traveling grate preheater .
EP81100695A 1980-05-29 1981-01-31 Process and apparatus for burning cement Withdrawn EP0041093A1 (en)

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DE19803020435 DE3020435A1 (en) 1980-05-29 1980-05-29 METHOD AND SYSTEM FOR BURNING CEMENT
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EP0041093A1 true EP0041093A1 (en) 1981-12-09

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EP81100695A Withdrawn EP0041093A1 (en) 1980-05-29 1981-01-31 Process and apparatus for burning cement

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DE (1) DE3020435A1 (en)
ES (1) ES502584A0 (en)

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Also Published As

Publication number Publication date
ES8203314A1 (en) 1982-04-01
DE3020435A1 (en) 1981-12-03
ES502584A0 (en) 1982-04-01

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Inventor name: MOLLENKOPF, HANS, DIPL.-ING.