DE3012197A1 - Flue gas heat utilising boiler furnace - has passage opening into chimney, fitted near that opening with channel connecting to furnace, with baffle plate in passage - Google Patents

Abstract

The boiler furnace or incinerator has a flue discharging into the chimney, and connected to the furnace via a channel near this end. In the flue is mounted a baffle plate, which is of the same width as the latter, and has at one end a second baffle plate of roughly half the flue width, its other end clear of the closed end of the flue. The plate can be arranged to turn in the flue between a first position, in which the second baffle plate is in the part of the flue near the channel and to the side of the latter, and a second one in which it is in the part of the flue furthest from the channel. The design enables utilisation of flue gas heat and reduction of harmful emission.

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsofen.The invention relates to an incinerator.

Es ist bekannt, zur Ausnutzung der sich in den Rauchgasen befindlichen Restwärme Verbrennungsöfen bzw. den Kessel mit Leitblechen verschiedener Ausführungen auszurüsten, damit der Strömungsweg der Rauchgase verhältnismäßig lang wird und dadurch die Heizfläche des Ofens bzw. des Kessels vergrößert wird. Die Leitblechkonstruktion ist jedoch aufwendig und störanfällig und verteuert darüber hinaus die Konstruktion des Verbrennungsofens. Soll der Verbrennungsofen beispielsweise mit Festkörper-Brennstoffen befeuert werden, dann ist eine zum späteren Betriebszustand unterschiedliche Rauchgasführung erwünscht, d.h. daß zum Anfeuern des Kessels und zur Erzielung eines großen Zuges die Rauchgase vom Feuerraum direkt in den Schornstein geleitet werden. Wenn der Kessel seine Betriebstemperatur erreicht hat, ist zur Ausnutzung der Wärmeenergie der Rauchgase sowie zur Verringerung der Schadstoffemission eine Umlenkung der Rauchgase erwünscht, durch welche gleichzeitig bewirkt wird, daß die Rauchgase in einem abgekühlten Zustand in den Schornstein eintreten und die Schornsteinkonstruktion einer entsprechend geringeren Belastung ausgesetzt ist.It is known to take advantage of those in the flue gases Equip residual heat incinerators or the boiler with baffles of various designs so that the The flow path of the flue gases is relatively long and the heating surface of the furnace or boiler is increased as a result. the However, the baffle construction is complex and prone to failure and also makes the construction of the incinerator more expensive. If the incinerator is to be fired with solid-state fuels, for example, then one is for the later operating state different flue gas flow is desired, i.e. that to fire up the boiler and to achieve a large draft the Flue gases from the combustion chamber can be fed directly into the chimney. When the boiler has reached its operating temperature, is To utilize the thermal energy of the flue gases and to reduce pollutant emissions, a diversion of the flue gases is desired, which at the same time causes the flue gases to enter the chimney in a cooled state and the chimney structure is exposed to a correspondingly lower load.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsofen zu schaffen, bei welchem durch eine konstruktiv einfache und im robusten Dauerbetrieb sicher arbeitende Vorrichtung eine entsprechende Führung der Rauchgase ermöglicht wird, so daß einerseits die Restwärme der Rauchgase ausgenutzt und andererseits die Schadstoffemission verringert sowie die Belastung des Schornsteines reduziert werden. Die Vorrichtung soll eine Ände-The invention is based on the object of providing an incinerator in which a structurally simple and a device that works reliably in robust continuous operation enables the flue gases to be guided accordingly, so that on the one hand, the residual heat of the flue gases is exploited and, on the other hand, the pollutant emissions are reduced and the load on the Chimney can be reduced. The device is intended to

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rung der Rauchgasführung zum Anfeuern bzw. zum Betrieb des Verbrennungsofens ermöglichen.tion of the flue gas duct for lighting or operating the incinerator enable.

Gemäß der Erfindung wird ein Verbrennungsofen vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verbrennungsofen einen in den Schornstein oder dgl. mündenden Kanal aufweist, der im Boreich nahe seines Mündungsendes über eine Verbindungsöffnung mit dom Feuerraum des Verbrennungsofens in Verbindung steht, und daß in dem Kanal ein Trennwandblech gelagert ist, dessen Breite im wesentlichen der des Kanals entspricht und an dessen einem Ende eine Sperrplatte vorgesehen ist, deren Fläche etwa der Hälfte der Querschnittsfläche des Kanals entspricht, und dessen anderes Ende im Abstand vom anderen verschlossenen Ende des Kanals angeordnet ist.According to the invention an incinerator is proposed which is characterized in that the incinerator has a In the chimney or the like. Has opening channel, which in the Boreich near its mouth end via a connecting opening is connected to the combustion chamber of the incinerator, and that a partition plate is mounted in the channel, the width of which corresponds essentially to that of the channel and on which a blocking plate is provided at one end, the area of which corresponds approximately to half the cross-sectional area of the channel, and the other end of which is arranged at a distance from the other closed end of the channel.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungsofen wird in einfacher Weise ein verhältnismäßig langer Strömungsweg für die Rauchgase geschaffen, in-dem die aus dem Feuerraum austretetenden Rauchgase über die Verbindungsöffnung in den Kanal eintreten, dann entlang der einen Seite des Trennwandbleches strömen, um am anderen Ende des Kanals um das Trennwandblech herum auf dessen andere Seite zu gelangen und entlang dieser Seite bis in den Schornstein zu strömen. Infolge der Aufteilung des Kanals in zwei Hälften wird ein verlängerter Strömungsweg für die Rauchgase geschaffen, so daß diese ihre Restwärme an den den Kanal umschließenden Wassermantel abgeben können. Die Abkühlung der Rauchgase bewirkt ferner eine Verringerung der Schadstoffemission und reduziert außerdem die Belastung des Schornsteins durch die austretenden Verbrennungsgase.In the incinerator according to the invention, it becomes simpler Way created a relatively long flow path for the flue gases, in which the flue gases emerging from the combustion chamber enter the channel through the connecting opening, then flow along one side of the divider panel to around the divider panel at the other end of the channel the other side and flow along this side into the chimney. As a result of the division of the channel into two halves, an extended flow path is created for the flue gases so that they pass their residual heat to those surrounding the duct Can give off a water jacket. The cooling of the flue gases also causes a reduction in pollutant emissions and also reduces the load on the chimney from the escaping combustion gases.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbrennungsofens, durch die ein einfaches Umstellen des Verbrennungsofens vom Anfeuerungszustand auf den späteren BetriebszustandAn advantageous embodiment of the incinerator according to the invention, by simply changing over the incinerator from the firing state to the later operating state

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ermöglicht wird, ohne daß die Rauchgasströmung gehemmt wird, wird dadurch erzielt, daß gemäß der Erfindung das Trennwandblech im Kanal drehbar gelagert ist, so daß es aus einer ersten Stellung, in welcher sich eine Sperrplatte in dem der Verbindungsöffnung benachbarten Teil des Kanals und seitlich von der Verbindungsöffnung befindet, in eine zweite Stellung schwenkbar ist, in welcher sich die Sperrplatte in dem der Verbindungsöffnung abgewandten Teil des Kanals befindet. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß das Trennwandblech leicht so umgestellt werden kann, daß die Rauchgase aus dem Feuerraum den vollen Kanalquerschnitt unmittelbar durchziehen, wodurch die Hemmung der Rauchgasströmung sehr reduziert wird. Hierdurch wird das Anfeuern des Verbrennungsofens erleichtert.is made possible without the flue gas flow being inhibited, is achieved in that, according to the invention, the partition plate is rotatably mounted in the channel so that it consists of a first Position in which a blocking plate is located in the part of the channel adjacent to the connection opening and to the side of the connection opening is located, can be pivoted into a second position in which the locking plate is in that of the connection opening remote part of the channel is located. In this way, it is achieved in an advantageous manner that the partition plate is easily rearranged can be that the flue gases from the furnace pull through the full channel cross-section directly, whereby the Inhibition of the flue gas flow is greatly reduced. This makes lighting up the incinerator easier.

Eine besonders einfache Ausführungsform des erfindungsgeinäßen Verbrennungsofens wird dadurch erreicht, daß der Kanal durch einen Zylinder gebildet ist. Dieser Zylinder ist von einem Wassermantel umkleidet, welcher mit dem Wassermantel des Feuerraums in Verbindung steht, so daß die von den Rauchgasen übertragene Wärmeenergie direkt an das Wasser abgegeben und dem Verbraucher zugeführt werden kann.A particularly simple embodiment of the inventive Incineration furnace is achieved in that the channel is formed by a cylinder. This cylinder is from one Cased water jacket, which is in communication with the water jacket of the furnace, so that the transferred from the flue gases Thermal energy can be released directly to the water and fed to the consumer.

Damit das Trennwandblech in den vorbeschriebenen GebrauchsStellungen sicher gehalten wird, ist gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung eine Arretierungsvorrichtung vorgesehen, die die Arretierung ermöglicht.So that the partition plate in the above-described use positions is held securely, a locking device is provided according to a further advantageous feature of the invention, which enables locking.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Darin zeigen:The invention is described with reference to a preferred embodiment shown in the drawing. Show in it:

Fig.1 einen Vertikalschnitt durch eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verbrennungsofens;1 shows a vertical section through an embodiment of the incinerator according to the invention;

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Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1; undFIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1; and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführung der Trennwandblechkonstruktion des dargestellten Verbrennungsofens .Figure 3 is a perspective view of one embodiment of the bulkhead construction of the illustrated incinerator .

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen aus Kesselblechen bestehenden Zylinder, der am einen Ende durch einen Boden 2 verschlossen ist, und am anderen Ende eine nicht gezeigte Feuerungstür trägt. Der Innenraum des Zylinders 1 bildet den Feuerraum des dargestellten Verbrennungsofens, und in diesem kann zur Erzielung einer hohen Strömungsgeschwindigkeit an der Innenseite des Zylinders ein z.B. zylindrischer Einsatz angeordnet sein, der zwischen sich und der Innenseite des Zylinders 1 einen verhältnismäßig schmalen Zwischenraum bildet.In the drawing, 1 denotes a cylinder consisting of boiler plates, which is closed at one end by a base 2 is, and at the other end carries a firing door, not shown. The interior of the cylinder 1 forms the combustion chamber of the shown incinerator, and in this can to achieve a high flow rate on the inside of the Cylinder, for example, a cylindrical insert can be arranged, which between itself and the inside of the cylinder 1 has a relatively forms a narrow space.

Der Zylinder 1 wird von einem ebenfalls zylinderförmigen Außenmantel 3 umgeben, und zwischen diesem und dem Zylinder 1 ist ein Wasserraum 4 dadurch gebildet, daß der Mantel 3 am einen Ende durch einen mit Abstand von der entsprechenden Stirnwand 2 des Zylinders 1 vorgesehenen Boden 5 verschlossen ist. Der Wasserraum 4 ist am anderen Ende durch eine ringförmige Platte 6 verschlossen. The cylinder 1 is also surrounded by a cylindrical outer jacket Surrounded 3, and between this and the cylinder 1, a water space 4 is formed in that the jacket 3 at one end is closed by a base 5 provided at a distance from the corresponding end wall 2 of the cylinder 1. The water room 4 is closed at the other end by an annular plate 6.

Oberhalb des Mantels 3 ist, wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, eine Anordnung zur Ausnutzung der Wärme der Rauchgase vorgesehen, die aus einem zylindrischen Kanal 7 kreisrunden Querschnittes besteht, der von einem Mantel 8 umgeben ist. Der Mantel 8 ist ebenfalls mit im wesentlichen zylindrischer Form, jedoch mit einer breiten längsgehenden öffnung in der Seitenwandung ausgebildet und ist an den Rändern 9 der öffnung mit dem Mantel 3 verschweißt. Im Bereiche zwischen den Rändern 9 istAs can best be seen from FIG. 2, an arrangement for utilizing the heat of the flue gases is provided above the jacket 3, which consists of a cylindrical channel 7 of circular cross-section which is surrounded by a jacket 8. The coat 8 is also essentially cylindrical in shape, but with a wide longitudinal opening in the side wall and is welded to the jacket 3 at the edges 9 of the opening. In the areas between the edges 9 is

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der Mantel 3 mit Durchbrechungen 10 versehen, die ein Überströmen von Wasser zwischen dem Mantelraum 4 und demjenigen Mantelraum 11 gestattet, der zwischen dem Zylinder 7 und dem diesen umgebenen Mantel 8 gebildet ist.the jacket 3 is provided with openings 10, which flow over of water between the jacket space 4 and that jacket space 11 allowed between the cylinder 7 and this surrounded jacket 8 is formed.

Die gesamte dargestellte Konstruktion wird von einem Außenmantel 12 umgeben, an dessen Innenseite und um die Mantel 3 und 8 ein Isolationsmaterial 13 vorgesehen ist.The entire construction shown is surrounded by an outer jacket 12, on its inside and around the jacket 3 and 8 an insulation material 13 is provided.

Der Innenraum des Zylinders 1 und der des Zylinders 7 stehen über eine Verbindungsöffnung 14 miteinander in Verbindung. Die Verbindungsöffnung 14 besteht aus einem durch den Mantel 3 hindurchgeführten Vierkantrohr, das an den Stirnseiten mit den Zylindern 1 bzw. 7 verbunden ist. Diese Verbindungsöffnung 14 befindet sich im Ofen, wie aus Fig. 1 ersichtlich, verhältnismäßig weit hinten, d.h. in verhältnismäßig großem Abstand von dessen Feuerungsöffnung und in der Nähe des einen Endes des Zylinders 7.The interior of the cylinder 1 and that of the cylinder 7 are in communication with one another via a connection opening 14. the Connection opening 14 consists of a square tube passed through the jacket 3, which is connected to the front sides with the Cylinders 1 and 7 is connected. This connection opening 14 is located in the furnace, as can be seen from Fig. 1, relatively far back, i.e. at a relatively large distance from its combustion opening and in the vicinity of one end of the cylinder 7.

Ein Trennwandblech 16 mit im wesentlichen rechteckiger Form und mit einer Breite, die im wesentlichem dem Durchmesser des Zylinders 7 entspricht, ist in diesem Zylinder 7 drehbar gelagert. Dieses Trennwandblech 16 trägt am einen Ende eine Sperrplatte 17, die halbkreisförmig ausgebildet ist, und somit im wesentlichen die Hälfte des Querschnittes des Kanals 7 ausfüllt. Am anderen Ende des Trennwandbleches 16 ist eine Betätigungsstange 18 befestigt, die sich durch einen an der Vorderseite des Verbrennungsofens angeordneten lösbaren Deckel 19 hindurch und nach außen erstreckt.A dividing wall panel 16 of substantially rectangular shape and a width substantially equal to the diameter of the cylinder 7 corresponds to is rotatably mounted in this cylinder 7. This partition plate 16 carries a locking plate at one end 17, which is semicircular, and thus essentially fills half of the cross section of the channel 7. At the other end of the partition plate 16 is an actuating rod 18, which extends through a at the front of the incinerator arranged detachable cover 19 extends therethrough and to the outside.

Während des Normalbetriebes liegt das Blech 16 in horizontaler Lage derart, daß sich die Sperrplatte 17, in der der Verbindungsöffnung 14 benachbarten Hälfte des Kanals 7 und seitlich der Verbindungsöffnung befindet. Rauchgase, die über die Verbin-During normal operation, the sheet 16 is in a horizontal position such that the locking plate 17, in the adjacent half of the channel 7 and the connecting opening 14 to the side of the Connection opening is located. Flue gases that are emitted via the

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dungsöffnung 14 in den Kanal eintreten, werden, wie in Fig. 1 gezeigt, auf die untere Fläche des Trennwandbleches 16 treffen. Während des Betriebes des Ofens werden die Rauchgase somit, wie in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet, über die Verbindungsöffnung 14 zunächst nach oben und dann in Richtung fort von der Sperrplatte 17 auf das andere Ende des Trennwandbleches 16 zuströmen, an dem die Rauchgase um den Stirnrand des Trennwandbleches zu dessen entgegengesetzter Seitenfläche strömen können, wo die Rauchgase dann erneut den Kanal 7 durchziehen und zu einer Austrittsöffnung 20 strömen. Die Austrittsöffnung 20 kann mit einem Schornstein oder mit einem Austritt anderer Art in Verbindung stehen.opening 14 enter the channel, as in Fig. 1 meet the lower surface of the partition sheet 16. During the operation of the stove, the flue gases are thus as indicated by arrows in the drawing, via the connection opening 14 first upwards and then in the direction away from the locking plate 17 to the other end of the partition plate 16 flow, at which the flue gases flow around the front edge of the partition plate to its opposite side surface can, where the flue gases then again pass through the channel 7 and flow to an outlet opening 20. The outlet opening 20 can be connected to a chimney or to another type of outlet.

Beim Durchströmen durch den durch das Trennwandblech 16 geteilten Kanal 7 werden die Rauchgase mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit strömen und dadurch die besten Möglichkeiten haben, ihre Wärme an das im Mantelraum 11 befindliche Wasser abzugeben. When flowing through the channel 7 divided by the partition plate 16, the flue gases are at a relatively high speed flow and thus have the best opportunities to give off their heat to the water in the jacket space 11.

Der in der Zeichnung dargestellte Verbrennungsofen ist, wie aus dem Vorstehenden zu entnehmen ist, wie ein Kessel ausgebildet und kann z.B. mit Stroh befeuert werden. Im Falle von Strohfeucrung fordert die Anfeuerung des Ofens unbehinderte Abströmverhältnisse für die Rauchgase, und dies wird durch Umstellung der Sperrplatte 17 von der in Fig. 1 durch voll ausgezogene Linien gezeigten Stellung in die durch gestrichelte Linien gezeigte Stellung erzielt. Diese Umstellung erfolgt durch die Betätigungsstange 18, die um 180° gedreht wird. Dadurch wird die Sperrplatte 17 aus der unteren Hälfte des Kanals 7 bewegt werden und damit den direkten Zutritt zur Austrittsöffnung 20 freigeben. Der Ofen ist mit nicht gezeigten Organen zum Festhalten der Trennwandblechkonstruktion 16, 17 in der umgestellten Stellung versehen. Wenn die Sperrplatte 17 dagegen nach untenThe incinerator shown in the drawing is, as can be seen from the above, designed like a boiler and can be fired with straw, for example. In the case of straw firing The lighting of the furnace requires unimpeded outflow conditions for the flue gases, and this is achieved through conversion of the locking plate 17 from the position shown in FIG. 1 by solid lines into the position shown by dashed lines Position achieved. This changeover is carried out by the actuating rod 18, which is rotated through 180 °. This will the blocking plate 17 can be moved out of the lower half of the channel 7 and thus direct access to the outlet opening 20 release. The furnace is with members not shown for holding the partition sheet metal structure 16, 17 in the converted Position. If the locking plate 17, however, down

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zeigt, befindet sich die Konstruktion in stabilem Gleichgewicht. shows, the construction is in stable equilibrium.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Aus führungs form handelt: es sich um einen Kessel, der zweckmäßig mit festen Brennstoffen befeuert werden kann. Die Erfindung ist jedoch in keiner Weise auf diese besondere Art von Kesseln beschränkt, indem die Erfindung auch mit Vorteil bei z.B. gasbefeuerten Kesseln verwendet werden kann.The embodiment shown in the drawing is: it is a boiler that can conveniently be fired with solid fuels. However, the invention is in no way limited to this particular type of boiler in that the invention is also used to advantage in, for example, gas-fired boilers can be.

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Bezugszeichenliste zu B 3739List of reference symbols for B 3739

11 Zylindercylinder 22 Bodenfloor 33 Mantela coat 44th WasserraumWater space 55 Bodenfloor 66th Platteplate 77th Kanalchannel 88th Mantela coat 99 RänderMargins 1010 DurchbrechungenBreakthroughs 1111 MantelraumCloakroom 1212th AußenmantelOuter jacket 1313th IsolationsmaterialInsulation material 1414th VerbindungsöffnungConnection opening 1616 TrennwandbIechPartition wall panel 1717th SperrplatteLocking plate 1818th BetätigungsstangeOperating rod 1919th Deckellid 2020th AustrittsöffnungOutlet opening

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Claims (5)

AnsprücheExpectations dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsofen einen in den Schornstein oder dgl. mündenden Kanal (7) aufweist, der im Bereich nahe seines Mündungsendes über eine Verbindungsöffnung (14) mit dem Feuerraum (1) des Verbrennungsofens in Verbindung steht, und daß in dem Kanal ein Trennwandblech (16) gelagert ist, dessen Breite im wesentlichen der des Kanals (7) entspricht und an dessen einem Ende eine Sperrplatte (17) vorgesehen ist, deren Fläche etwa der Hälfte der Querschnittsfläche des Kanals (7) entspricht, und dessen anderes Ende im Abstand vom anderen verschlossenen Ende des Kanals (7) angeordnet ist.characterized in that the incinerator has a channel opening into the chimney or the like (7), which in the area near its mouth end via a connection opening (14) with the combustion chamber (1) of the incinerator is in communication, and that a partition plate (16) is mounted in the channel, the width of which is substantially that of the Channel (7) corresponds and at one end of which a blocking plate (17) is provided, the area of which is approximately half the cross-sectional area of the channel (7), and its other end at a distance from the other closed end of the channel (7) is arranged. 130030/0707130030/0707 2. Verbrennungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennwandblech (16) im Kanal (7) drehbar gelagert ist, so daß es aus einer ersten Stellung, in der sich die Sperrplatte (17) in dem der Verbindungsöffnung (14) benachbarten Teil des Kanals (7) und seitlich der Verbindungsöffnung befindet, in eine zweite Stellung schwenkbar ist, in der sich die Sperrplatte (17) in dem der Verbindungsöffnung (14) abgewandten Teil des Kanals (7) befindet.2. Incineration furnace according to claim 1, characterized in that the partition plate (16) is rotatably mounted in the channel (7), so that it comes from a first position in which the locking plate (17) is in the part adjacent to the connecting opening (14) of the channel (7) and located to the side of the connection opening, can be pivoted into a second position in which the locking plate is located (17) is located in the part of the channel (7) facing away from the connecting opening (14). 3. Verbrennungsofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (7) durch einen Zylinder kreisrunden Querschnitts gebildet wird.3. Incinerator according to claim 1 or 2, characterized in that that the channel (7) is formed by a cylinder of circular cross-section. 4. Verbrennungsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal von einem Wassermantel (8) umkleidet ist, welcher mit dem Wassermantel (4) des Feuerraumes (1) in Verbindung steht.4. Incinerator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the channel of a water jacket (8) is encased, which is connected to the water jacket (4) of the combustion chamber (1). 5. Verbrennungsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennwandblech in seinen Gebrauchsstellungen arretierbar ist.5. Incinerator according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the partition plate can be locked in its positions of use. 1 30030/07071 30030/0707