DE1679182A1

DE1679182A1 - Herd mit Abreinigung der Innenflaechen

Info

Publication number: DE1679182A1
Application number: DE19671679182
Authority: DE
Inventors: Reid Edward Aloysius; Morse William Frederick; Darrow Richard Gordon; Fromm Charles William
Original assignee: COLUMBIA GAS SYST; Columbia Gas System Service Corp
Current assignee: COLUMBIA GAS SYST; Columbia Gas System Service Corp
Priority date: 1964-12-30
Filing date: 1967-12-22
Publication date: 1971-05-27
Also published as: US3518981A; FR93723E; BE708481A; ES348535A1; GB1206415A; CH470635A; NL6717479A

Description

PATENTANWALT DR. HUGO WILCKEN 167918 2

24 LÜBECK, BREITE STRASSE 52-54

19-12-1967 Anmelder:

COLUMBIA GAS SYSTEM SERVICE CORPORATION, New York* New York 1 0017, 120 East 4lst Street, USA,

Herd mit Abreinlgung der Innenflächen

Die Erfindung bezieht, sich auf einen Herd zum Backen, Braten oder Kochen von nahrungsmitteln und insbesondere auf die Abreinigung der in solchen Herden der Beheizung ausgesetzten Flächen.

Die inneren freiliegenden Flächen in Herden für den Haushalt od.dgl. zum Backen* Braten oder Kochen von Nahrungsmitteln werden während der Benutzung im allgemeinen stark beschmutzt. Der Schmutz befindet sich in Form von Nahrungsteilen_; ölen, Fetten und Säften und dev Rückstand desselben,, der auf den freiliegenden Flächen zurückbleibt, ergibt sich ss.B. durch Verspritzen von Fett, überfließen des Nahrungsmiteis aus Ffannen, Töpfen od,dgl. und durch Mißgeschicke während der Verwendung. Eisher erforderte die Entfernung solchen Schmutzes in üblicher Weise ein starkes Reinigungsmittel und eine erhebliche Scheuerarbeit. Der ReinlgungsVorgang war bisher eine un&zigonehme Haushaltsarbeit und es sind große Anstrengungen bei dem Versuch aufgewendet worden, um die Schrautsmengen herabzusetzen und. die Schmutzentfernung zu erleichtern*

Die Aufgabe der Er "fiodung besteht darin, einen verbesserten

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Herdaufbau und ein Verfahren zum Abreinigen von Herden für den Haushalt oder die Wirtschaft zu erreichen, die zum Kochen von Nahrungsmitteln verwendet werden, wobei es möglich ist, den sich an den Herdflächen ansammelnden Schmuts zu entfernen, ohne daß Reinigungsmittel oder unangenehme Handarbeiten erforderlich sind*

Nach der Lösung der Erfindung werden Infrarotbeheizungen vorgesehen die infrarote Hitze unmittelbar gegen die beschmutzten Flächen strahlen und insbesondere unmittelbar gegen den Schmutz. Der an den Herdflächen haftende Schmutz wird dadurch abgetragen und in Aschenstaub verwandelt, der weggewischt werden kann, während die sich ergebenden gasförmigen Produkte abgeleitet werden. Etwas größere Schmutzkörper können zurückbleiben, aber diese haften nicht an den HerdfKchen und können daher mit der Asche weggewischt werden. Der Herd und die Infrarotheizer sind so aufgebaut und angeordnet, daß die freiliegenden Flächen vollständig abgereisigt werden ohne schädliche Anhebung der Temperatur im Herd.

Bei einer bevorzugten Ausführung wird die Beheizung mittels Gasbrennern selbststrahlender Ar-t durchgeführt, und die Luftzirkulation wird so begrenzt, daß die meisten Gas«, die durch den Herd strömen, durch die Brenner eintreten.

Die Erfindung wird nun anhand der anliegenden Zeichnung im einzelnen erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer

Ausfuhrungsform nach der Erfindung mit weggebrochenen Teilen,

Fig. 2 einen schematischen vertikalen Querschnitt, der die Arbeitsweise nach Fig. 1 erläutert.

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Nach der Ausführung der Fig, 1 besitzt ein Privat- oder Haushaltsherd ein inneres Putter oder eine innere Hülle H₉ die eine offene Vorderseite aufweist und den Herdraum begrenzt. Mit Ausnahme der speziellen Ausführung 1st der Aufbau und die Arbeitsweise des Ofens 2 der gleiche wie bei üblichen Ausführungen. Damit wird das normale Backen, Rösten und Braten in üblicher Weise durchgeführt. Die freiliegenden Flächen des Herdraumes besitzen eine gegen Verbrennen widerstandsfähige Glasur, die hoch reflektiv ist. Die Vorderwandung des Herdes besteht aus einer doppelwandigen Tür 6, die bei 8 am Boden angelenkt ist und eine nicht dargestellte Handhabe besitzt. Um den Umfang der Tür 6 ist in überdeckung mit der Vorderkante 11 des Putters ein isolierender Türbeschlag in Form eines Streifens aus Glasfaser 13 angeordnet, der gegen die Kante 11 gedrückt wird, sobald die Tür geschlossen wird, um somit eine Herabsetzung der Luftströmung in den Herdraum zu erreichen. Das ganze Putter ist von einer wärmeisolierenden Schicht 12 umgeben, und die Tür 6 enthält eine nicht dargestellte Isolierung. Die Wandungen des Herdraumes sind mit folgenden Bezugszeichen versehen. Die Bodenwandung mit 15, die Oberwandung mit 17, die Seitenwandungen mit 19 und 21, die Rückwandung mit 23 und die Vorderwandung mit 25, die die gefütterte Wandung der Tür 6 bildet.

In Nähe des Bodens der Seitenwandungen 19 und 21 sind zwei horizontal verlaufende Brennereinheiten 27 und 29 und mittig in der Oberwandung 17 eine Brennereinheit 31 angeordnet. Bei dieser Ausfü-hrung besteht jede Brennereinheit aus einem Drahtgeflecht mit einem Speicherraum, der einen offenen Schlitz in überdeckung mit der Wandung des Herdfutters besitzt und weiter (siehe die Brennereinheit 27) ein infrarot strahlendes Brennerelement aus

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Drahtgeflecht, welches in dem offenen Schlitz angeordnet ist. Die Oberfläche des Brennerelements der Brennereinheit liegt parallel zu der Futterwandung, und das Brennerelement ragt etwas in den Herdraum hinein. Damit besitzt jede Brennereinheit 27 und 29 ein Brennerelement, welches horizontal in Nähe der Bodenwandung von vorn nach hinten verläuft. Die Brennereinheit 31 ist Rechteckförmig und mittig in der Oberwandung gelagert. Die Brennereinheiten werden mit Luft beschickt und während der maximalen Herdbeheizungsvorgänge wird jede mit Gas und Luft in geeigneter Mischung beschickt, so daß die ganze Fläche des Brennerelements auf eine infrarote Strahlungstemperatur beheizt wird. Die Art der Drahtgeflechtbrennerelemente ist so, daß sie eine etwas gesteuerte blindlings gerichtete infrarote Strahlung über ihre Oberflächen erzeugen. Damit erzeugen die Brennereinheiten 27 und 29 entsprechend Fig. 2 eine wesentliche infrarote Strahlung nach oben, zum Boden und zu den Seitenwandungen einschließlich der Vorder- und Rückwand. Jede Brennereinheit 27 und 29 erzeugt eine intensive infrarote Strahlung zu den benachbarten Ecken und Kanten der Herdwandungen einschließlich der Tür und erzeugt auch eine Strahlung zu ihrer eigenen Seitenwandung. In gleicher Weise erzeugt die obere Brennereinheit 31 eine infrarote Strahlung gegen alle Herdwandungen einschließlich der Tür und teilweise auch gegen die Oberwandung.

In Nähe der oberen rückwärtigen Wandung 23 (Fig. 2) ist eine horizontal verlaufende Auslaßöffnung 33 zum Abzugsanschluß vorgesehen, der durch die Isolation zum Abzug 35 verläuft. Der Gasabzug 35 verläuft entlang der Rückwandung des Herdes und besitzt ein offenes Unterende 35a, welches in der Lage ist, Frischluft aufzunehmen, und weiter verläuft der Abzug 35 nach oben zu einem Auslaß oder Schornstein. Sobald die Verbrennungsprodukte

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den Auslaß 33 passieren, strömen diejenigen aus den Brennereinheiten 27 und 29 entlang den Seitenwandungen nach oben und diejenigen aus der Brennereinheit 31 im allgemeinen horizontal entlang der Oberwandung. Damit unterstützen die Verbrennungsprodukte die infrarote Strahlung beim Aufrechterhalten gleichmäßiger Beheizungsbedingungen innerhalb des Herdes.

Der Herd 2 wird zum Kochen von Nahrungsmitteln mittels infraroter Strahlung oder mittels Konvexionsbeheisung entsprechend der üblichen Praxis mit den üblichen Steueranordnungen verwendet. Zum Kochen können die Brennereinheiten betrieben werden, um eine blaue Heizflamme zu erzeugen, d.h. im wesentlichen Temperaturen unterhalb denjenigen Temperaturen, bei denen die Infrarotstrahlung auftritt. Die Brennereinheiten 27 und 29 werden getrennt von der Brennereinheit 31 gesteuert, so daß die Brennereinheit 31 allein betrieben werden kann oder die übrigen Brennereinheiten können zusammen mit oder ohne die Brennereinheiten 31 betrieben werden.

Der Herdreinigungsvorgang wird eingeleitet durch Schließen der Herdtür und durch Anschalten aller Brennereinheiten zur Erzielung einer maximalen infraroten Beheizung. Die maximale infrarote Beheizung wird fortgesetzt, bis die Temperatur im Herdraum ein festgelegtes Maximum erreicht. Die Brennereinheiten werden dann gesteuert, um diese maximale Temperatur über eine Zeitperiode aufrechtzuerhalten, die ausreicht, um den Schmutz von den frei liegenden Herdflächen abzureinigen. Bei dieser Ausführung wird die Temperatur durch eine nicht dargestellte Steuereinheit geregelt, welche ein auf Hitze ansprechendes Element aufweist, welches in der Auslaßöffnung 33 im Strömungsweg der Gase liegt, die aus

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dem Herdraum durch die Abgasverbindung abfließen. Die Temperatur dieses Gases ist im wesentlichen die gleiche wie die maximale Temperatur im Herdraum. Automatisch arbeitende Zeiteinstellmittel sind vorgesehen, die alle Brennereinheiten am Ende einer festgelegten Zeitperiode nach dem Start der Heißabreinigung abschalten. Diese Zeitperiode ist das Minimum für die spezielle Installation, die die geeignete Abreinigung der Herdflächen gewährleisten wir^-d. Damit ist bei dieser Ausführung die festgelegte Zeitperiode eine Gesamtperiode, die sich zusammensetzt aus der Aufwärmeperiode und einer Halteperiode. Während der Aufwärmperiode wird der Herd kontinuierlich durch die maximale infrarote Beheizung beheizt, und während der Halteperiode wird der Herd intermittierend beheizt, wobei die Brenner durch die Steuerungen an- und abgeschaltet werden, um die oben erwähnte gleichmäßige Maximaltemperatur aufrecht zu erhalten.

Die Erfindung sieht vor, daß andere Steueranordnungen vorgesehen werden können, die die Vorteile der Erfindung aufweisen, wobei einige von ihnen andere Steuermerkmale über die Arbeitsvorgänge ergeben. Z.B. können die Aufheiz- und Halteperioden getrennt zeitlich gesteuert werden, und ein Sicherheitsthermostat vorgesehen werden, um die Erhitzereinheiten abzuschalten, wenn eine bestimmte äußerste Temperatur erreicht ist. Ebenso kann der Brenner 31 während der Halteperiode allein benutzt werden, d.h. die Brenner 27 und 29 werden am Ende der Aufheizperiode völlig abgeschaltet. Bei der dargestellten Ausführung kann die Anordnung so getroffen werden, daß der Herd über eine zusätzliche Zeitperiode nach Beendigung der Halteperiode der Heißabreinigung geschlossen gehalten wird. Der Aufbau und Temperaturzustände sind jedoch so, daß beim öffnen der Herdtür unmittelbar nach der

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Vollendung der Halteperiode der Heißabreinigung keine Schäden entstehen.

Die erhitzten Gase im Herdraum und Abzug 35 erzeugen einen wesentlichen Schornsteineffekt, durch den die Gase im Abzug nach oben gezogen werden. Dies verursacht eine wesentliche Strömung von Frischluft in die Unterseite des Abzuges, die sich mit den heißen Gasen aus dem Herd mischen. Dieses Mischen mit Frischluft verdünnt die heißen Gase,um die Temperatur auf einen annehmbaren Pegel sogar während der Heißabreinigung herabzusetzen.

Der oben erwähnte Schornsteineffekt verursacht auch ein Eindringen von Luft durch den Türbeschlag und saugt auch Luft durch die Brennereinheiten ein, sobald sie während der Halteperiode abgeschaltet werden. Die auf diesen Wegen eintretende Luft bildet eine Sauerstoffergänzung, insbesondere während der Halteperiode, in der sich die Temperatur auf ein Maximum befindet. Diese eintretende Luft wird jedoch etwas vorerhitzt und um die Tür herum befindet sich keine ausreichende Frischluftströmung an irgendeinem Bereich, um die Heißabreinigung nachweisbar zu stören. Für viele Kochvorgänge befindet sich der größere Schmutz-teil am Boden des Herdraumes, und sobald die Seitenbrenner 27 und 29 während der Halteperiode abgeschaltet werden, führen sie Frischluft direkt zum Boden des Herdraumes, wo am meisten Sauerstoff benötigt wird. Es wird ebenfalls bemerkt, daß diese Anordnung es zuläßt, den zu beheizenden Ofen in minimaler Zeit auf die maximale Temperatur zu bringen, und zwar wegen der herabgesetzten Menge der Frischluftzufuhr. Beispielsweise werden die Brennereinheiten mit einem Überschuß an Sauerstoff betrieben, z.B. mit einem Verhältnis Luft zu Gas von 12 : 1.

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Damit enthalten die heißen Gase aus den Brennern Sauerstoff, der zur Verfügung steht, um die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Sauerstoffzufuhr zum Herdraum zu unterstützen.

Das Merkmal der im wesentlichen erfolgenden Abdichtung der Vorderseite des Herdraumes auf dem Umfang der Tür hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen. Es war ursprünglich angenommen worden, daß es notwendig war, dem Herdraum während der Heißabreinigung Frischluft zuzuführen, um Sauerstoff für die Zersetzung des Schmutzes zur Verfügung zu haben. Jedoch der Schmutz in Nähe des Eintrittspunktes eines starken Luftstromes wird durch die eintretende Luft gekühlt und ee hat sich dann als schwierig erwiesen, sie auf die Temperatur anzuheben, bei der der Schmutz in ausreichendem Maße zersetzt wird.

Die Herdabreinigung nach der Erfindung verwandelt die Schmutzschichten, die an den Herdflächen haften, vollständig in dünne Aschenstaubfilme auf den Flächen sowie in Gase, die durch die Auslaßöffnung 33 aus dem Herd strömen. Die infrarote Strahlungsbeheizung scheint sehr viel stärker zu sein als eine Konvexionsbeheizung zum Zersetzen des Schmutzes. Mit der dargestellten Ausführung ergibt sich eine vollständige Zersetzung der Teilchen in den Gasen einschließlich der Teile in Nähe der Auslaßöffnung. Versuche haben gezeigt, daß die Herdflächen vollständig von allem anhaftendem Schmutz abgereinigt werden, sogar wenn der Schmutz Körper oder Teile mit einer Dicke von 6mm oder mehr enthält. Normal haften solche dickeren Teile am Boden des Herdes. In jedem Fall erzeugt die Herdabreinigung einschließlich der vorerwähnten Schmutzteile eine Aschenschicht entlang der Herdwandung und ein loser Körper oder lose Körper verkohlten Schmutzes, die auf der Asche liegen, werden leicht mit der Asche weggewischt. Damit werden

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alle Herdflächen völlig abgereinigt. Die Herdab-reinigung ist wirkungsvoll und vollständig und wird in einer Zeit durchgeführt, die wesentlich kürzer ist als wenn Frischluft frei in den Herdraum eintreten kann.

Bei der dargestellten Ausführung nach der Erfindung, bei der ein Haushaltsherd zur Anwendung kommt, sind sehr ausreichende Ergebnisse bei einer Maximaltemperatur bei etwa. 55O°C bis etwa 62O°C an der Auslaßöffnung 33 bei einer Gesamtbeheizungszeit von 30 Minuten erreicht worden. Die Temperatur des Ofenfutters bzw. der Herdwandung war etwa 500⁰C. Bei diesen Versuchen war die Tür geschlossen, und während der Aufheizperiode wurden alle drei Brennereinheiten mit maximaler Infrarotstrahlung betrieben. Die obere Brennereinheit 31 besaß einen maximalen Heizungsausgang von 18,000 Kilowattstunden und jeder Brenner 27 und 29 besaß einen maximalen Heizungsausgang von 8,000 Kilowattstunden. Die vorerwähnte Temperatur von 55O°C bis 62O⁰C wurde innerhalb einer anfänglichen Aufheizperiode von 20 bis 25 Minuten erreicht und dann wurde diese Temperatur von 55O⁰C bis 62O°C durch die Beheizungssteuerung über eine zusätzliche Halteperiode aufrechterhalten, und zwar über den Rest der Gesamtzeit von 30 Minuten. Der Herd wurde dann zur Abkühlung gebracht. Während der Halteperiode modulierte die Beheizungssteuerung nicht die Beheizung, sondern schaltete alle Brennereinheiten ab und an.

Während der normalen Verwendung eines Herdes nach der Erfindung werden alle flüchtigen Schmutzkomponenten während der Aufheiz-^periode zersetzt, d.h. bevor die Herdwandtemperatur etwa 500⁰C erreicht. Damit wird während der Zeit, in der diese Komponenten in die heißen Gase übergehen und zur Auslaßöffnung 33 strömen, die obere Brennereinheit 31 auf ihre maximale infrarote

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Strahlungstemperatur gebracht und diese versucht, irgendwelche flüchtigen Schmutzkomponenten, die zum Auslaß 33 strömen, zu zersetzen. Während dieser Periode arbeiten die seitlichen Brennereinheiten 27 und 29 zusammen, um eine wesentliche infrarote Strahlung auf die Schmutzansammlung auszuüben, die begreiflicherweise am Boden des Herdraumes größer ist. Wie oben erläutert wurde, führen die seitlichen Brenner zusätzliche erhitzte Luft mit dem normalen Sauerstoffgehalt während der Halteperiode zu. Somit führt die spezielle Anordnung des Ausführungsbeispieles zu speziellen Ergebnissen als auch zu einzigartigen Resultaten aufgrund der Erfindung.

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Claims

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PATENTANWALT DR. HUGO WILCKEN

24 LÜBECK. BREITE STRASSE 52-54

I9.I2.I967

Dr.W./Sch. Anmelder:
COLUMBIA GAS SYSTEM SERVICE CORPORATION

Patentansprüche

1.1 Verfahren zum Abreinigen der freiliegenden Flächen in einem Herdraum zum Kochen von Nahrungsmitteln, wobei die freien Flächen durch Nahrungsmittel, Rückstände od.dgl. verschmutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Herdraum im wesentlichen geschlossen wird, aber eine verminderte Luftströmung auf Wegen zugelassen wird, auf denen die Luft einer Vorerhitzung durch die Wärme des Herdes und die freiliegenden Herdflächen der Einwirkung einer infraroten Strahlung unterworfen wird bzw. werden, wobei die Temperatur im Herdraum auf einen festgelegten Temperaturbereich angehoben wird, in welchem sich der Schmutz zersetzen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der festgelegte Temperaturbereich im Herdraum für eine Zeitperiode aufrecht erhalten wird und daß die Zufuhrmenge an Frischluft zum Herdraum während dieser Zeitperiode angehoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlung in zwei Zonen an den Seiten des Herdraumes in Nähe dessen Boden und in einer dritten Zone an der Oberseite des Herdraumes erzeugt wird.

k. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlung durch gasbefeuerte Brennereinheiten erzeugt wird und daß heiße Gase aus den Brennereinheiten in den Herdraum und aus dem Oberteil in den Herdraum geleitet werden.

V- ·': k ί _ η -

Posli'lprl: Homburg 138119 Banl: CommerzLnnk A. G.. FiI. Lübeck, Klo.-Nr. 39 0187

ORIGINAL INSPECTED

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5. Herd zum Kochen von Nahrungsmitteln, dessen freiliegende Innenflächen durch Nahrungsmittelrückstände oder dgl. beschmutzt werden können, gekennzeichnet,durch ein Herdfutter und eine Türkonstruktion zur Gewinnung eines im wesentlichen geschlossenen Herdraumes, durch Abzugsmittel, durch die die heißen Gase vom Oberteil des Herdraumes als Ergebnis eines Schornsteineffektes

abfließen, durch eine Anzahl Infrarotbrenner, die in den Wandungen des Futters liegen und die freiliegenden Flächen des Ofenraumes der infraroten Strahlung unterwerfen, und durch Steuerungen zum Betrieb der Brenner zur Durchführung eines Heißabreinigungsvorganges, um die Temperatur des Schmutzes im Herdraum auf einen Temperaturbereich anzuheben, innerhalb dessen der Schmutz zersetzt wird.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner in den Seiten- und Oberwandungen des Futters angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie so aufgebaut und angeordnet ist, daß eine herabgesetzte Strömung von Frischlaft in den Herdraum erzeugt wird, und zwar während der Beheizung des Herdes auf den erwähnten Temperaturbereich und daß die Strömung wesentlich erhöht wird, sobald die Herdraumtemperatur diesen Temperaturbereich erreicht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner aus drei gasbeheizten Brennereinheiten bestehen, von denen zwei in Nähe des Bodens des Herdraumes auf gegenüberliegenden Seitenwänden angeordnet sind und von denen die andere Einheit in der Oberwand des Herdraumes liegt.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Herdtür einen Fiberglasbeschlag od.dgl. aufweist, durch den Luft in den Herdraum eindringen kann.

10. Verrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner aus einer Anzahl mit Luft und Gas beschickten Brennereinheiten bestehen, die abgeschaltet werden können und dann die Luftzufuhr durch sie in den Herdraum zulassen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug aus einer Gasauslaßöffnung und einem hiermit verbundenem Schornstein besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schornstein Mittel enthält, um frische Luft mit den heißen Gasen zu mischen, die aus dem Herdraum ausströmen, um die Temperatur der durchden Schornstein abfließenden Gase herabzusetzen.

Patentanwalt

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