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Die
Erfindung betrifft ein Aufbauelement für einen Grundofen mit Zuluftführung, einem
Brennraum und einem Heizgaszug sowie einen Grundofen mit einem derartigen
Aufbauelement.
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Bei
Grundöfen
werden die Verbrennungsgase über
einen langen Heizgaszug zum Schornstein geführt, wobei die heißen Verbrennungsgase
den aus einem wärmespeichernden
Material gebildeten Heizgaszug erhitzen. Nachfolgend wird die von
dem Material aufgenommene Wärme
langsam an den Raum, in dem der Grundofen steht, abgegeben. Im Gegensatz
zu Kaminöfen,
deren Heizwirkung insbesondere durch Luftzirkulation (Luftheizung)
bewirkt wird, liefert der Grundofen Strahlungswärme. Der Grundofen ist entsprechend
der Raumsituation an seinem Aufstellort nach den Fachregeln des
Kachelofen- und
Luftheizungsbauerhandwerks einschließlich des Schornsteinquerschnitts
dimensioniert. Im Grundofen wird eine vorbestimmte Holzmenge chargenweise
verbrannt, wobei die Holzmenge ausreichend für mindestens 8 Stunden Wärmeabgabe
ist.
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In
heutigen modernen, sog. Niedrigenergiehäusern, mit sehr guter Wärmedämmung wäre die Installation
eines herkömmlichen
Kaminofens mit einer Heizleistung von beispielsweise 6 bis 10 kW
deutlich überdimensioniert
mit der Folge, daß die
erzeugte Wärmemenge
nicht abgeführt
werden kann und somit zu einer übermäßigen Raumtemperatur
führt. Grundöfen, die
die Wärme
kontinuierlich über
einen längeren
Zeitraum abgeben, können
dagegen, bei entsprechend kleiner Gesamtdimensionierung, ein angenehmes
Raumklima schaffen. Das Problem bei den heutigen modernen Niedrigenergiehäusern mit Belüftungssystemen,
bevorzugt mit Raumluftwärmerückgewinnung,
besteht darin, daß in
den Wohnräumen
ein geringer atmosphärischer
Unterdruck durch das Belüftungssystem
geschaffen wird. Damit kann der Betrieb von offenen Feuerstätten mit
einem Abzug der Verbrennungsgase über einen Schornstein nicht
gewährleistet
werden. Entsprechend müssen die
Feuerstätten
raumluftunabhängig
betrieben werden. Die hierfür
entworfene DIN 18897-1 gibt dafür die
erforderlichen Prüfkriterien
an.
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Daher
wurde für
Kaminöfen
eine raumluftunabhängige
Zuluftführung
mit rauchgasdichtem Brennraum vorgeschlagen. Die Zuluft wird raumluftunabhängig über eine
dichte Rohrleitung unter normalem atmosphärischen Druck der Außenluft
zugeführt. Der
Brennraum ist rauchgasdicht ausgebildet und die Verbrennungsgase
werden ebenfalls rauchgasdicht in den Schornstein geleitet, von
dem sie durch den im Schornstein erzeugten Zug ins Freie gelangen.
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Bisher
bekannte Grundöfen,
die aus Schamottesteinen und/oder Specksteinen gemauert sind, können jedoch
die erforderliche Dichtigkeit aufgrund der beim Betrieb auftretenden
Temperaturschwankungen und damit zusammenhängenden Ausdehnungen nicht
gewährleisten.
Durch Setzungs- bzw. Dehnungsrisse können Verbrennungsgase aufgrund des
geringfügigen
Unterdrucks im Wohnraum in den Wohnraum entweichen.
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Derartige
Grundöfen
sind auch in Modulbauweise bekannt, wie beispielsweise aus
DE 83 00 132 U1 oder
DE 84 06 321 U1 .
Diese Grundöfen
bestehen aus keramischen und/oder Schamotteformteilen. Jedoch besteht
auch bei diesen Grundöfen
das Problem, dass aufgrund der beim Betrieb auftretenden Temperaturschwankungen
und damit zusammenhängenden
Ausdehnungen Risse entstehen und die bei Grundöfen in den Rauchgaskanälen geführten Verbrennungsgase
beispielsweise unterstützt
durch einen geringfügigen
Unterdruck im Wohnraum durch ein Belüftungssystem in den Wohnraum
entweichen können.
In dem
DE 84 06 321
U1 ist zudem ein herkömmlicher Nachheizkasten
aus Stahlblech am Rauchausgang des Grundofens anschließbar dargestellt.
Dieser Nachheizkasten ist jedoch ein konvektives Heizelement, mit
dem ein Warmluftstrom zum Heizen anderer Räume erzeugt wird.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Aufbauelement für Grundöfen sowie einen daraus aufgebauten Grundofen
anzugeben, bei dem ein raumluftunabhängiger, dauerhaft rauchgasdichter
Betrieb möglich ist.
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Gelöst wird
diese Aufgabe mit einem Aufbauelement gemäß Anspruch 1.
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Ein
daraus aufgebauter Grundofen ist in Anspruch 7 angegeben.
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Das
Aufbauelement für
einen Grundofen ist aus Metallblechen rauchgasdicht erstellt. Insgesamt umfasst
das Aufbauelement eine Zuluftführung,
einen Brennraum und einen Heizgaszug, die einstückig miteinander verbunden,
jedoch zum Umgebungsraum rauchgasdicht in dem Aufbauelement verwirklicht
sind. Für
einen raumluftunabhängigen Betrieb
wird an die Zuluftführung
die für
zur Verbrennung erforderliche Außenluft angeschlossen. Der Brennraum
weist eine Feuerraumtür
mit rauchgasdichter Schließeinrichtung
auf, so dass der Brennraum durch Öffnen der Feuerraumtür mit Brennstoff beschickt
werden kann, im übrigen
jedoch rauchgasdicht und damit raumluftunabhängig betrieben werden kann.
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Die
bei der Verbrennung des Brennstoffs, insbesondere Holz, entstehenden
Verbrennungsgase werden dann dem Heizgaszug zugeführt und über diesen
zum Schornstein geleitet. Der Heizgaszug ist rauchgasdicht am Brennraum
angeschlossen und ebenfalls rauchgasdicht in den Schornstein geführt, so
dass auch hier die Raumluftunabhängigkeit
beim Betrieb gewährleistet
ist.
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Insgesamt
bildet dabei das Aufbauelement ein inneres, raumluftunabhängiges System
zur Zuluftführung,
Verbrennung des Brennstoffs und Abführung der Heizgase, wohingegeben
die Außenseite des
Aufbauelementes ähnlich
herkömmlicher
Grundöfen
mit Schamottesteinen und/oder Specksteinen umkleidet wird. Bevorzugt
werden die Schamottesteine und/oder Specksteine nur lose um das
Aufbauelement aneinandergefügt.
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Ferner
kann darauf eine Außenhülle mit Ofenkacheln
oder Specksteinplatten oder entsprechenden Schamotteplatten, die
verputzt werden können,
aufgebaut werden. Diese Außenhülle wird
mit einem Luftspalt von ca. 1 cm in der beim Grundofenbau üblichen
zweischaligen Bauweise erstellt, um einen Dehnungspuffer für das Aufbauelement
mit aufgelegten Schamotte-/Specksteinen zu gewährleisten. Dabei wird die Außenhülle in üblicher
Kachelofenbauerausführung
durch Setzen bzw. Mauern mit einem Spezialmörtel erstellt. Die insbesondere
im Heizgaszug durch die Verbrennungsgase erzeugte Wärme wird
durch Wärmeleitung,
Konvektion und Strahlungswärme
an die Schamottesteine und/oder Specksteine abgegeben und von diesen über längere Zeiträume als
Strahlungswärme
in den Raum abgegeben.
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Die
Schließeinrichtung
für die
Feuerraumtür sorgt
dafür,
dass sich die Feuerraumtür
selbsttätig, beispielsweise
durch Federkraft beaufschlagt, schließt, also eine offenstehende
Feuerraumtür
vermieden wird, da bei offener Feuerraumtür aufgrund des geringen Unterdrucks
im Wohnraum Rauchgase in den Wohnraum ziehen können. Bevorzugt ist die Feuerraumtürschließeinrichtung
mit einer automatischen Verriegelung gemäß
DE 101 01 246 C1 ausgestattet,
womit eine dauerhaft rauchgasdichte Feuerraumtür auch bei größerem Differenzdruck
zwischen Wohnraum und Brennraum gewährleistet ist.
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Bevorzugt
ist das Aufbauelement aus Stahlblechen gebildet, die an Fügestellen
miteinander verschweißt
sind. Stahlbleche lassen sich gut verarbeiten und können miteinander
rauchgasdicht verschweißt
werden. Entsprechend kann ein in der Verarbeitung kostengünstig zu
erstellendes Aufbauelement hergestellt werden. Ferner eignet sich
Stahlblech aufgrund seiner thermischen Eigenschaften und seiner
Langlebigkeit für
den gewünschten Zweck.
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Wenn
der Heizgaszug einen Heizgasweg von größer gleich 2 m, bevorzugt größer gleich
3 m Länge
in verwinkelter Anordnung aufweist, wird eine möglichst effektive Ausnutzung
der in den Verbrennungsgasen vorhandenen Wärmeenergie für Heizzwecke
erreicht.
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Entsprechend
weist das Aufbauelement eine Höhe
von 1,0 m bis 2,2 m, bevorzugt 1,5 m bis 1,8 m, eine Breite von
0,3 m bis 0,8 m, bevorzugt 0,4 m bis 0,5 m, und eine Tiefe von 0,2
m bis 0,4 m, bevorzugt ca. 0,3 m auf. Dabei ist insbesondere vorteilhaft,
dass das Aufbauelement mit einer sehr geringen Tiefe von beispielsweise
30 cm auskommt. Ein daraus gebildeter Grundofen mit entsprechender
Wärmespeicherschicht
und ggf. möglicher
Außenhülle weist
entsprechend eine Tiefe von nur 50 cm auf.
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Da
sich im Bereich des Heizgaszuges Rußpartikel ablagern, ist im
Bereich des Heizgaszuges wenigstens eine rauchgasdicht verschließbare Revisionsöffnung vorgesehen.
Die Revisionsöffnung
kann bevorzugt kreisrund ausgeformt sein und einen Schraubdeckel
aufweisen, wobei die Öffnungsweite für einen
manuellen Eingriff sowie zum Einsetzen eines Staubsaugers ausreichen
sollte.
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Der
Heizgaszug ist in einem mit dem Aufbauelement gebildeten Grundofen
mit einer zur gewünschten
Heizleistung angepassten Masse an Schamottesteinen und/oder Specksteinen
umkleidet. Dabei ist die Wärmespeicherschicht
lose angelegt oder mit einem Abstand von bis zu 5 cm, bevorzugt ca.
1,0 cm zum Aufbauelement angebracht.
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Ferner
ist die Wärmespeicherschicht
mit einer, bevorzugt gemauerten, Außenhülle aus Ofenkacheln, Speckstein-
und/oder Schamotteplatten umhüllt.
Um thermische Ausdehnungen der Wärmespeicherschicht
zuzulassen, ist die Außenhülle mit
einem Abstand von 0,5 cm bis 25 cm, bevorzugt 1 cm, zur Wärmespeicherschicht
angeordnet.
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Um
in modernen Niedrigenergiehäusern
mit sehr guter Wärmedämmung eine Überheizung
der Wohnräume
zu vermeiden, ist dessen Heizleistung auf 1 kW bis 6 kW, bevorzugt
2 kW bis 3 kW ausgelegt.
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Insgesamt
dürfte
das Aufbauelement unterhalb seines Brennraumes die Zuluftführung und oberhalb
des Brennraumes den Heizgaszug aufweisen. Entsprechend kann die
meist von unten durch eine im Estrich eingeschüttete Rohrleitung zugeführte Außenluft
(Frischluft) mit dichtender Verbindung in die Zuluftführung geleitet
und von dort dem Brennraum zugeführt
werden. Die im Brennraum nach oben steigenden Verbrennungsgase werden zwangsläufig in
den darüber
liegenden Heizgaszug geleitet. Der Heizgaszug selbst kann jedoch
auch über
entsprechend verwinkelt ausgeführte
Heizgaswege neben oder hinter dem Brennraum bis zum Boden und wieder
nach oben geführt
werden. Durch diese verwinkelte Ausführung des Heizgaszuges wird
die gewünschte
und für
Grundöfen
erforderliche Heizgaszuglänge
erreicht, ohne dass ein übermäßiger Platzverbrauch
für den
Grundofen erforderlich wäre.
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Nachfolgend
werden sechs Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung detailliert beschrieben.
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Darin
zeigt:
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1 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Aufbauelements
in einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Aufbauelements
in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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3 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Aufbauelements
in einem dritten Ausführungsbeispiel,
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4 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Aufbauelements
in einem vierten Ausführungsbeispiel,
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5 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Aufbauelements
in einem fünften Ausführungsbeispiel,
und
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6 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Aufbauelements
in einem sechsten Ausführungsbeispiel.
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In
der nachfolgenden Beschreibung sind in den einzelnen Ausführungsbeispielen übereinstimmende
Merkmale mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt in räumlicher
Ansicht ein Aufbauelement 100 für einen Grundofen in einer
ersten Ausführungsform.
Das Aufbauelement 100 ist aus miteinander verschweißten Stahlblechen
gebildet.
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Das
Aufbauelement 100 ist als auf dem Wohnraumboden aufstellbares
Gerät ausgebildet. Eine
Zuluftführung 1 ist
zwischen Boden und darüber angrenzendem
Brennraum 2 vorgesehen. Die Zuluftführung 1 weist eine
gasdicht ausgeführte
Verbindung zu einer Frischluftzufuhrleitung auf, die beispielsweise über den
unter dem Wohnraum liegenden Keller des Gebäudes oder eine im Boden integrierte
Zuluftleitung realisiert ist. Dabei bildet die Zuluftführung 1 zusammen
mit der nicht dargestellten Zuluftrohrleitung eine raumluftunabhängige Frischluftzufuhr,
da die Rohrleitung stromaufwärtig
mit dem normalen atmosphärischen
Druck der Außenluft
verbunden ist.
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Oberhalb
der Zuluftführung 1 ist
der Brennraum 2 angeordnet. Der Brennraum 2 weist
an seiner Vorderseite eine Feuerraumtür 21 auf. Die Feuerraumtür 21 ist
selbstschließend
mit einer automatischen Verriegelung ausgestattet, so dass beim Öffnen der
Feuerraumtür 21 zur
Beschickung des Ofens mit Brennstoff, insbesondere Holz, ein versehentliches
Offenlassen der Feuerraumtür 21 nicht
möglich ist.
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Die
selbstschließende
Feuerraumtür
21 ist Federkraft
beaufschlagt ausgebildet, so dass die Tür selbsttätig in ihre Schließstellung
gebracht wird. Bei Erreichen der Schließstellung wird eine automatische Verriegelung
aktiviert, wie beispielsweise in der
DE 101 01 246 C1 beschrieben. Die Verriegelung
der Feuerraumtür
21 verhindert,
dass bei einer übermäßigen Druckdifferenz
zwischen dem Brennraum
2 und dem Wohnraum die Feuerraumtür aufspringt.
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Oberhalb
des Brennraums schließt
sich ein Heizgaszug 3 an, der im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
aus einer quaderförmig
aus Stahlblechen zusammengesetzter Ummantelung 30 mit einem
eingefügten
Leitblech 31 besteht. Die Stahlblechummantelung 30 und
das Leitblech 31 sind miteinander rauchgasdicht verschweißt. Am Ende
des Heizgaszuges 3 ist ein Übergang zum Schornstein mit
einem gestrichelten Kreis 32 signalisiert.
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Ferner
ist der Heizgasweg schematisch durch eine gestrichelte Linie mit
Pfeilen mit Bezugszeichen 33 dargestellt.
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2 zeigt eine Abwandlung
des in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiels
mit einem verlängerten
Heizgasweg, wobei in dem Heizgaszug 3 zwei alternierend
angeordnete Leitbleche 31 einen weiter verwinkelten Heizgaszug
ergeben. Entsprechend ist die Länge
des Heizgaszuges und damit die mögliche Wärmeabgabe
vergrößert.
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Entsprechend
sind in den Ausführungsbeispielen 3 und 4 gemäß 3 und 4 weiter verwinkelte Heizgaszüge 3 im
dritten Ausführungsbeispiel
mit drei Leitblechen 31 und im vierten Ausführungsbeispiel
mit vier Leitblechen 31 dargestellt.
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Bei
bevorzugt standardisierten Außenmaßen, nämlich einer
Grundfläche
von 46 cm Breite und 30 cm Tiefe hat das Aufbauelement 100 gemäß erstem
Ausführungsbeispiel
(1) eine Höhe von 102 cm,
das Ausführungsbeispiel
gemäß 2 eine Höhe von 126 cm, das Ausführungsbeispiel
gemäß 3 eine Höhe von 150 cm und das Ausführungsbeispiel
gemäß 4 eine Höhe von 174 cm.
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Alternativ
kann der Heizgaszug 3 auch neben und/oder hinter dem Brennraum 2 angeordnet werden.
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Bei
dem fünften
Ausführungsbeispiel
gemäß 5 ist der Heizgaszug 3 in
einer L-förmigen
Ummantelung 30 über
und rechts seitlich neben dem Brennraum 2 angeordnet. Entsprechend
sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
zwei Leitbleche 31 innerhalb der L-förmigen Ummantelung 30 so
angeordnet, dass sich der in 5 mit
dem Bezugszeichen 33 in gestrichelter Linie mit Pfeilen
dargestellte Heizgasweg ergibt.
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Alternativ
kann diese Anordnung auch linksseitig vom Brennraum 2,
wie in 6 im sechsten Ausführungsbeispiel
dargestellt, angeordnet werden.
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Darüber hinaus
ist auch eine beidseitig des Brennraums angeordnete Heizgasführung mit
einer umgekehrt U-förmigen
Ummantelung denkbar, die hier nicht näher dargestellt ist. Selbstverständlich ist auch
eine Heizgasführung
hinter dem Brennraum 2 denkbar.
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Das
im Wohnraum aufgestellte Aufbauelement 100 wird mit der
Zuluftführung 1 gasdicht
an die Zuluftrohrleitung und rauchgasdicht mit dem stromabwärtigen Ende
des Heizgaszuges 3 mit Übergang 32 an
den Schornstein angeschlossen. Anschließend wird das Aufbauelement 100 mit
einer Wärmespeicherschicht
umhüllt.
Die Wärmespeicherschicht
besteht aus wärmeleitendem
und insbesondere wärmespeicherndem
Material. Besonders geeignet sind Schamottesteine und Specksteine.
Die Wärmespeicherschicht
wird entweder unmittelbar auf das Aufbauelement auf- bzw. angelegt
oder mit einem kleinen Luftspalt zum Aufbauelement erstellt. Bevorzugt beträgt der Luftspalt
ca. 1 cm. Damit wird gewährleistet,
dass unterschiedliche thermische Ausdehnungen der verschiedenen
Materialien, nämlich
des Aufbauelementes und der Wärmespeicherschicht
nicht zu Materialspannungen oder Beschädigungen führen.
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Um
die Wärmespeicherschicht
wird dann eine Außenhülle aus
Ofenkacheln, Specksteinen oder Schamotteplatten mit einem Abstand
von bevorzugt ca. 1 cm aufgemauert. Dieser Luftspalt soll erneut
unterschiedliche thermische Ausdehnungen zwischen Wärmespeicherschicht
und Außenhülle ermöglichen.
Nach Fertigstellung des Grundofens ist von dem Aufbauelement lediglich
die Feuerraumtür 21 zu
sehen.
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- 1
- Zuluftführung
- 100
- Aufbauelement
- 2
- Brennraum
- 21
- Feuerraumtür
- 3
- Heizgaszug
- 30
- Ummantelung
- 31
- Leitblech
- 32
- Übergang
- 33
- Heizgasweg