DE102006013445A1

DE102006013445A1 - Roller with heating device

Info

Publication number: DE102006013445A1
Application number: DE200610013445
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr. Volkert; Ernst Keim; Jörg Tom Felde; Dietmar Dr. Tanke
Original assignee: GVP Gesellschaft zur Vermarktung der Porenbrennertechnik mbH
Current assignee: GVP Gesellschaft zur Vermarktung der Porenbrennertechnik mbH
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-20
Also published as: WO2007107287A2; WO2007107287A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walze (1) mit Heizvorrichtung (4) zum Beheizen zumindest eines mit einem zu bearbeitenden Gut in Kontakt kommenden Arbeitsabschnitts einer Mantelfläche (A) der Walze (1). Zur Erzielung einer möglichst gleichförmigen Erwärmung des Arbeitsabschnitts wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Heizvorrichtung (4) einen Brenner zum Verbrennen eines brennbaren Fluids umfasst, bei dem ein Brennraum durch einen eine offene Porosität aufweisenden Porenkörper (6) gebildet ist.The invention relates to a roller (1) with a heating device (4) for heating at least one working section of a lateral surface (A) of the roller (1) that comes into contact with a material to be processed. To achieve the most uniform possible heating of the working section, the invention proposes that the heating device (4) comprises a burner for burning a combustible fluid, in which a combustion chamber is formed by a porous body (6) having an open porosity.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze mit Heizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a roller with heating device according to the preamble of claim 1.

Nach dem Stand der Technik werden insbesondere im Bereich der Kunststoffindustrie zur Herstellung von Kunststofffolien mit Heizvorrichtungen beheizbare Walzen verwendet. Die Walzen werden damit beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 100°C bis 150°C aufgeheizt.To The state of the art is particularly in the field of plastics industry heatable for the production of plastic films with heaters Rollers used. The rollers are so for example on a Temperature in the range of 100 ° C up to 150 ° C heated.

Zum Aufheizen der Walzen werden nach dem Stand der Technik elektrisch oder mit der Gas betriebene Heizvorrichtungen verwendet. Elektrische Heizvorrichtungen benötigen wegen ihrer Trägheit jeweils eine relativ lange Zeit bis zum Erreichen einer vorgegebenen Temperatur. Sie benötigen insbesondere eine relativ lange Aufheizphase. Abgesehen davon ist ein mit einer elektrischen Heizvorrichtung an einer Außenseite des Walzenmantels erzeugtes Temperaturfeld nicht besonders gleichförmig. – Bei der Verwendung von mit Gas betriebenen Heizvorrichtungen kann eine vorgegebene Temperatur schneller erreicht werden. Die Aufheizphase ist bei den mit Gas betriebenen Heizvorrichtungen deutlich kürzer. Allerdings kann auch mit solchen Heizvorrichtungen keine besonders homogene Temperaturverteilung an der Außenseite des Walzenmantels erreicht werden.To the Heating the rollers become electric in the prior art or used with the gas-powered heaters. Electric heaters need because of their inertia each a relatively long time to reach a predetermined Temperature. you need in particular a relatively long heating phase. Apart from that is one with an electric heater on an outside The temperature field generated by the roll mantle is not particularly uniform. - In the Use of gas-fired heaters can be a given Temperature can be reached faster. The heating phase is at the with gas-fired heaters significantly shorter. However, too with such heaters no particularly homogeneous temperature distribution on the outside of the roll shell can be achieved.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Walze mit Heizvorrichtung angegeben werden, welche sich durch eine besonders homogene Temperaturverteilung an der Außenseite des Walzenmantels auszeichnet. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll die Walze möglichst schnell auf eine vorgegebene Temperatur aufheizbar sein. Des Weiteren wird eine möglichst kompakte Bauform angestrebt.task The invention is to the disadvantages of the prior art remove. It should in particular a roller with a heater be given, which is characterized by a particularly homogeneous temperature distribution on the outside of the Roll mantle distinguishes. For a further object of the invention should the roller as fast as possible be heated to a predetermined temperature. Furthermore, will one possible desired compact design.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 24.These The object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of Invention emerge from the features of claims 2 to 24th

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizvorrichtung einen mit einem brennbaren Fluid betreibbaren Oberflächen- oder Volumenbrenner umfasst. – Mit dem vorgeschlagenen Oberflächen- oder Volumenbrenner ist es insbesondere möglich, einen vorgegebenen Abschnitt der Walze, beispielsweise mittels Wärmestrahlung aufzuheizen. Zu diesem Zweck kann die Heizvorrichtung langgestreckt ausgeführt und axial bezüglich der Walze angeordnet sein.To proviso the invention is provided that the heating device with a comprising a combustible fluid operable surface or volume burner. - With the proposed surface or volume burner, it is possible in particular, a predetermined section the roller, for example by means of heat radiation to heat. To For this purpose, the heater can be made elongated and axially with respect to Roller be arranged.

Unter einem brennbaren Fluid wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Gemisch aus einem brennbaren Gas und Luft oder ein Gemisch aus einem verdampften Flüssigbrennstoff und Luft verstanden.Under a combustible fluid is used in the context of the present invention a mixture of a combustible gas and air or a mixture of a vaporized liquid fuel and air understood.

Bei einem Oberflächenbrenner wird die Wärme an der Oberfläche eines Brennerelements durch Verbrennung des Fluids gebildet. Bei einem Volumenbrenner wird die Wärme durch eine Verbrennung des Fluids innerhalb eines porösen Volumens gebildet.at a surface burner gets the heat on the surface a burner element formed by combustion of the fluid. at a volume burner becomes the heat by combustion of the fluid within a porous volume educated.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Oberflächen- oder der Volumenbrenner ein mit einer Vielzahl von Brenner-Durchbrüchen bzw. -Düsen versehenes, vorzugsweise platten- oder zylinderförmig ausgebildetes, Brennerelement auf. Dabei sind die Brenner-Durchbrüche so ausgeführt, dass ein Zurückschlagen der Flammen durch das Brennerelement hindurch in Richtung einer Zuführleitung für das brennbare Fluid unmöglich ist. Das Brennerelement ist zweckmäßigerweise aus Metall oder aus einer Keramik hergestellt.To an advantageous embodiment, the surface or the volume burner a provided with a plurality of burner openings or nozzles, preferably plate or cylindrically trained, burner element on. The burner breakthroughs are designed so that a repulse the flames through the burner element in the direction of a feed for the flammable Fluid impossible is. The burner element is suitably made of metal or made of a ceramic.

Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Volumenbrenner einen durch einen eine offene Porosität aufweisenden Porenkörper gebildeten Brennraum auf. In diesem Fall kann der Porenkörper zweckmäßigerweise auf dem Brennerelement angeordnet sein. Durch das Brennerelement hindurchtretendes brennbares Fluid verbrennt in diesem Fall im Volumen des Porenkörpers. – Sowohl der Oberflächen- als auch der Volumenbrenner können langgestreckt ausgebildet sein. Das ermöglicht bei einer axialen Anordnung eine gleichförmige Erwärmung der Mantelfläche der Walze.To In another embodiment, the volume burner through an open porosity having porous body formed combustion chamber. In this case, the porous body expediently be arranged on the burner element. Through the burner element passing combustible fluid burns in this case in volume of the pore body. - Either the surface as well as the volume burner can be elongated trained. This allows for an axial arrangement a uniform warming the lateral surface the roller.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Durchmesser oder eine große Diagonale einer Querschnittsfläche des Brennerelements oder des Porenkörpers kleiner als dessen Länge. Das Brennerelement und/oder der Porenkörper kann insbesondere stabförmig oder zylindrisch ausgebildet sein. Dabei ist der Durchmesser oder die große Diagonale der Querschnittsfläche des Brennerelements und/oder des Porenkörpers zweckmäßigerweise kleiner als der Innendurchmesser eines Walzenmantels. Die Walze kann also insbesondere hohl ausgebildet sein, wobei ein Walzenmantel beispielsweise aus Metall und/oder Keramik hergestellt ist. Die vorgenannten geometrischen Ausgestaltungen des Brennerelements bzw. des Porenkörpers ermöglichen insbesondere ein gleichmäßiges Beheizen von Walzen, deren Breite größer als deren Durchmesser ist.To An advantageous embodiment of the invention is a diameter or a big one Diagonal of a cross-sectional area the burner element or the pore body smaller than its length. The Burner element and / or the pore body may in particular rod-shaped or be cylindrical. Here is the diameter or the large diagonal the cross-sectional area the burner element and / or the pore body expediently smaller than the inner diameter of a roll shell. The roller may therefore be hollow in particular, with a roll shell made of metal and / or ceramic, for example. The the aforementioned geometric configurations of the burner element or of the pore body enable especially a uniform heating of rolls whose width is greater than whose diameter is.

Zweckmäßigerweise entspricht eine Länge des Brennerelements und/oder des Porenkörpers zumindest der Länge des Arbeitsabschnitts. Das Brennerelement und/oder der Porenkörper ist vorteilhafterweise gegenüberliegend des Arbeitsabschnitts angebracht. Damit kann besonders effektiv eine von der Heizvorrichtung abgestrahlte Wärmestrahlung auf den Arbeitsabschnitt übertragen werden. Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Oberflächen- oder Volumenbrenner in mehrere voneinander getrennte Brennerabschnitte unterteilt, welche in axialer Richtung hintereinander über die Länge des Arbeitsabschnitts angeordnet sind. Dabei kann jeder der Brennerabschnitte Bestandteil eines eigenständig funktionsfähigen Brennermoduls sein. Derartige Brennermodule können – je nach der Länge des zu beheizenden Arbeitsabschnitts – zu einer langgestreckten Heizvorrichtung mit beliebiger Länge kombiniert werden.Conveniently, a length of the burner element and / or the pore body corresponds at least to the length of the working section. The burner element and / or the pore body is advantageously opposite to the working section brought. In this way, a heat radiation radiated by the heating device can be transmitted to the working section in a particularly effective manner. According to a further particularly advantageous embodiment of the surface or volume burner is divided into a plurality of separate burner sections, which are arranged in the axial direction one behind the other over the length of the working section. In this case, each of the burner sections can be part of an independently functioning burner module. Such burner modules can - depending on the length of the working section to be heated - be combined to form an elongated heater of any length.

Nach einer ersten Variante der Erfindung ist das Brennerelement und/oder der Porenkörper innerhalb der Walze angebracht. Dabei kann das Brennerelement und/oder der Porenkörper entweder in den Walzenmantel hineinragen. Es kann aber auch sein, dass der Oberflächen- oder Volumenbrenner insgesamt innerhalb des Walzenmantels aufgenommen ist.To A first variant of the invention is the burner element and / or the pore body mounted inside the roller. In this case, the burner element and / or the pore body either protrude into the roll shell. But it can also be that the surface or volume burner is included in total within the roll shell.

An einer Innenseite des Walzenmantels kann eine erste Strömungsleitstruktur zum Leiten von aus dem Brennerelement und/oder dem Porenkörper austretenden heißen Abgasen vorgesehen sein. Die Strömungsleitstruktur kann zumindest einen radial nach innen vorspringenden umlaufenden ersten Steg umfassen. Zweckmäßigerweise sind mehrere derartige erste Stege vorgesehen. In diesem Fall werden die aus dem Brennerelement und/oder dem austretenden heißen Abgase in radial umlaufender Richtung an der Innenseite des Walzenmantels entlang geführt. Es kann damit eine besonders homogene Temperaturverteilung an der Außenseite des Walzenmantels erreicht werden.At an inner side of the roll mantle may have a first flow guide structure for conducting emerging from the burner element and / or the pore body be called Be provided exhaust gases. The flow guiding structure may be at least one radially inwardly projecting circumferential include first bridge. Conveniently, a plurality of such first webs are provided. In this case, the from the burner element and / or the exiting hot exhaust gases in a radially circumferential direction on the inside of the roll mantle guided along. It can thus a particularly homogeneous temperature distribution at the outside of the roll shell can be achieved.

Nach einer weiteren Ausgestaltung sind an der Innenseite Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung vorgesehen. Es kann sich dabei um eine Beschichtung der Innenseite, eine raue Ausgestaltung an der Innenseite oder an der Innenseite gesondert angebrachte Vorsprünge handeln. Infolge der damit hervorgerufenen turbulenten Strömung wird eine besonders effiziente Wärmeübertragung von den heißen Abgasen auf den Walzenmantel erreicht.To In another embodiment, means for generating on the inside a turbulent flow intended. It can be a coating of the inside, a rough design on the inside or on the inside separately mounted projections act. As a result of the turbulent flow caused thereby becomes a particularly efficient heat transfer from the hot Gases reached on the roll shell.

Das Brennerelement und/oder der Porenkörper ist zweckmäßigerweise in einer in der Walze vorgesehenen im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Haltevorrichtung aufgenommen. Die Haltevorrichtung weist vorteilhafterweise eine erste Strömungsleitstruktur zum Leiten des Abgases entlang der Innenseite auf. Dazu kann ein zwischen der Innenseite und einem zylindrisch ausgebildeten Abschnitt der Haltevorrichtung gebildeter erster Spalt vorgesehen sein, welcher eine erste Weite im Bereich von 0,1 bis 0,01 m aufweist. Durch den ersten Spalt können die aus dem Brennerelement und/oder dem Porenkörper austretenden heißen Abgase mit einer hohen Geschwindigkeit geführt werden. Dabei kann besonders effizient die in den heißen Gasen enthaltene Wärme auf den Walzenmantel übertragen werden.The Burner element and / or the porous body is expediently in a cylinder provided in the roll substantially cylindrical Received holding device. The holding device advantageously has a first flow guiding structure for conducting the exhaust gas along the inside. This can be a between the inside and a cylindrically shaped portion the holding device formed first gap may be provided, which has a first width in the range of 0.1 to 0.01 m. By the first gap can the exiting from the burner element and / or the pore body hot exhaust gases be performed at a high speed. It can be special efficient in the hot Gases contained heat be transferred to the roll shell.

Des Weiteren kann die Haltevorrichtung einen Abgaskanal zum Abführen des Abgases aufweisen. Insbesondere kann in diesem Fall die erste Strömungsleitstruktur ein zwischen dem Abgaskanal und dem Brennerelement und/oder dem Porenkörper in Richtung der Innenseite unter Ausbildung eines zweiten Spalts vorspringendes Strömungsrückhaltemittel umfassen. Dabei kann eine Weite des zweiten Spalts 0,01 bis 0,001 m betragen. Mit dem vorgeschlagenen Strömungsrückhaltemittel wird ein Überströmen der aus dem Brennerelement und/oder dem Porenkörper austretenden heißen Abgase unmittelbar in den Abgaskanal vermieden. Die heißen Abgase gelangen also erst dann in den Abgaskanal, wenn sie entlang eines Winkels von zumindest 300° an der Innenseite des Walzenmantels entlang geführt worden sind.Of Furthermore, the holding device can be an exhaust duct for discharging the Have exhaust gases. In particular, in this case, the first Strömungsleitstruktur a between the exhaust passage and the burner element and / or the porous body towards the inside to form a second gap comprising projecting flow retention means. In this case, a width of the second gap can be 0.01 to 0.001 m. With the proposed flow retention agent is an overflow of out the burner element and / or the pore body exiting hot exhaust gases avoided directly in the exhaust duct. So the hot exhaust gases arrive first then in the exhaust duct, if they are along an angle of at least 300 ° have been guided along the inside of the roll shell.

Nach einer zweiten Variante der Erfindung, welche selbstverständlich mit der vorgenannten ersten Variante kombiniert werden kann, ist das Brennerelement und/oder der Porenkörper gegenüberliegend des Arbeitsabschnitts außerhalb der Walze angebracht. Bei dieser besonders einfach und kostengünstig zu realisierenden zweiten Variante ist eine Außenseite des Walzenmantels zweckmäßigerweise zumindest abschnittsweise von einer zweiten Strömungsleitstruktur zum Leiten der aus dem Brennerelement und/oder dem Porenkörper austretenden heißen Abgase entlang der Außenseite umgeben. Die zweite Strömungsleitstruktur umgibt die Außenseite in einem Sektor von 60° bis 120°. Der Sektor kann je nach konstruktiven Anforderungen angepasst werden.To a second variant of the invention, which of course with the above first variant can be combined, that is Burner element and / or the pore body opposite the working section outside the roller attached. In this particularly simple and inexpensive too realizing second variant is an outer side of the roll shell expediently at least in sections of a second flow guiding structure for conducting the exiting from the burner element and / or the pore body hot exhaust gases along the outside surround. The second flow guiding structure surrounds the outside in a sector of 60 ° to 120 °. Of the Sector can be adjusted according to design requirements.

Nach einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die weitere Strömungsleitstruktur eine im Wesentlichen koaxial zur Mantelfläche verlaufende Wand. Dabei können an einer der Außenseite zugewandten weiteren Innenseite der Wand zweite Strömungsleitmittel vorgesehen sein. Die zweiten Strömungsleitmittel können insbesondere in Richtung der Außenseite vorspringende radial verlaufende zweite Stege umfassen. Das ermöglicht eine Zwangsführung der Strömung der heißen Abgase in Umfangsrichtung der Walze. Es kann damit eine besonders homogene Temperaturverteilung an der Außenseite des Walzenmantels bzw. der Walze erreicht werden.To a particularly simple embodiment of the invention comprises the further flow guiding structure a substantially coaxial with the lateral surface extending wall. there can on one of the outside facing further inside of the wall second flow guide be provided. The second flow guide can especially in the direction of the outside comprise projecting radially extending second webs. That allows one forced control the flow the hot ones Exhaust gases in the circumferential direction of the roller. It can be a special one homogeneous temperature distribution on the outside of the roll shell or the roller can be achieved.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following Be exemplary embodiments of Invention explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Walze mit Heizvorrichtung, 1 a schematic cross-sectional view of a first roller with heating device,

2 eine Detailansicht gemäß 1, 2 a detailed view according 1 .

3 eine schematische Teilschnittansicht durch den Walzenmantel und 3 a schematic partial sectional view through the roll shell and

4 eine schematische Schnittansicht durch eine zweite Walze mit Heizvorrichtung. 4 a schematic sectional view through a second roller with heater.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht quer zu einer Rotationsachse R einer allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Walze. Die Walze 1 umfasst einen zylindrischen Walzenmantel 2, der beispielsweise aus Metall und/oder Keramik hergestellt ist. In einem vom Walzenmantel 2 umgebenen zylindrischen Hohlraum der Walze 1 ist eine abschnittsweise zylindrisch ausgeführte Haltevorrichtung 3 relativ feststehend zur Walze 1 angebracht. Eine an der Haltevorrichtung 3 gehaltene Heizvorrichtung 4 umfasst einen Brennstoffgemisch-Zufuhrkanal 5 zur Zufuhr eines aus Gas und Luft oder aus einem verdampften Flüssigbrennstoff und Luft gebildeten Brennstoffgemischs. Der Brennstoffgemisch-Zufuhrkanal 5 ist mit einer mit Brenner-Durchbrüchen versehenen Platte abgedeckt, auf der ein in Form eines Quaders ausgebildeter lang gestreckter Porenkörper 6 angeordnet ist. Die mit Brenner-Durchbrüchen versehene Platte bildet ein Brennerelement, welches in 2 mit dem Bezugszeichen 5a bezeichnet ist. Bei dem Porenkörper 6 handelt es sich vorzugsweise um einen aus SiC oder SiSiC hergestellten offenporigen keramischen Schaum. Der Porenkörper 6 kann z. B. klemmend in einem rinnenartigen Gehäuse unter Verwendung eines elastischen Haltemittels gehalten sein. Der Porenkörper 6 bildet einen Brennraum des hier verwendeten Volumenbrenners. Bei dem elastischen Haltemittel handelt es sich zweckmäßigerweise um ein thermisches Isolationsmittel, beispielsweise eine Matte, welche aus mit einem organischen Binder gebundenen keramischen Fasern hergestellt ist. Bei den keramischen Fasern kann es sich beispielsweise um Aluminosilikate handeln, mit der allgemeinen Zusammensetzung Al₂O₃ : SiO₂ = 72 ± 5 Gew.-% : 28 ± 5 Gew.-%, wobei die Summe aus Al₂O₃ und SiO₂ abgesehen von unvermeidbaren Verunreinigungen 100 Gew.-% beträgt. Bei dem organischen Binder handelt es sich zweckmäßigerweise um ein modifiziertes Acrylesthercopolymer. Mit dem vorgeschlagenen Haltemittel kann der Porenkörper 6 klemmend in einem rinnenförmigen Brennergehäuse gehalten werden. Auch bei einer thermisch bedingten Ausdehnung des Brennergehäuses gewährleistet ein solches Haltemittel eine ausreichende Elastizität zum Halten des Porenkörpers 6. 1 shows a schematic sectional view transverse to an axis of rotation R one generally with the reference numeral 1 designated roller. The roller 1 comprises a cylindrical roll shell 2 , which is made of metal and / or ceramic, for example. In one of the roll jacket 2 surrounded cylindrical cavity of the roller 1 is a sectionally cylindrical holding device 3 relatively fixed to the roller 1 appropriate. One on the holding device 3 held heater 4 includes a fuel mixture supply channel 5 for supplying a fuel mixture formed from gas and air or from a vaporized liquid fuel and air. The fuel mixture supply channel 5 is covered with a plate provided with burner breakthroughs, on which a trained in the form of a cuboid elongated pore body 6 is arranged. The provided with burner breakthrough plate forms a burner element, which in 2 with the reference number 5a is designated. In the pore body 6 it is preferably an open cell ceramic foam made of SiC or SiSiC. The pore body 6 can z. B. be held clamped in a channel-like housing using an elastic holding means. The pore body 6 forms a combustion chamber of the volume burner used here. The elastic holding means is expediently a thermal insulation means, for example a mat, made of ceramic fibers bonded with an organic binder. The ceramic fibers may be, for example, aluminosilicates, with the general composition Al ₂ O ₃ : SiO ₂ = 72 ± 5 wt .-%: 28 ± 5 wt .-%, wherein the sum of Al ₂ O ₃ and SiO ₂ except for unavoidable impurities 100 wt .-% is. The organic binder is conveniently a modified acrylic copolymer. With the proposed holding means, the pore body 6 clamped in a trough-shaped burner housing. Even with a thermally induced expansion of the burner housing ensures such a holding means sufficient elasticity for holding the pore body 6 ,

Die Haltevorrichtung 3 ist über einen wesentlichen Teil ihres Umfangs, vorzugsweise über einen Sektor von mehr als 270°, insbesondere von mehr als 300°, zylindrisch ausgebildet. Ein erster Außendurchmesser des den zylindrischen Abschnitt bildenden Zylindermantels 7 ist mit dem Bezugszeichen D1 bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 7a ist eine an der Innenwand des Zylindermantels 7 vorgesehene Wärmedämmung bezeichnet. Ein Innendurchmesser des Walzenmantels 2 ist mit dem Bezugszeichen D2 bezeichnet. Ein zwischen dem Zylindermantel 7 und einer Innenseite I des Walzenmantels 2 gebildeter erster Spalt S1 weist eine erste Weite W1 = D1–D2 von 0,1 bis 0,001 m auf. Mit Bezugszeichen 8 ist ein Abgaskanal zur Abfuhr der durch den ersten Spalt S1 geführten Abgase bezeichnet. Zwischen dem Abgaskanal 8 und der Heizvorrichtung 4 erstreckt sich von der Haltevorrichtung 3 ein radial vorspringendes Strömungsrückhaltemittel 9. Wie insbesondere in Zusammensicht mit 2 deutlich wird, ist zwischen der Innenseite I und dem Strömungsrückhaltemittel 9 ein zweiter Spalt S2 gebildet, dessen zweite Weite W2 kleiner als die erste Weite W1 des ersten Spalts S1 ist. Der zweite Spalte S2 weist zweckmäßigerweise eine Weite im Bereich von 0,01 und 0,001 m auf. Das Strömungsrückhaltemittel 9 ist an einer der Innenseite I zugewandten Seite in Form eines Zylinderabschnitts ausgebildet, der sich über einen Sektor von beispielsweise 5° bis 40° erstrecken kann.The holding device 3 is formed over a substantial part of its circumference, preferably over a sector of more than 270 °, in particular of more than 300 °, cylindrical. A first outer diameter of the cylindrical shell forming the cylindrical portion 7 is denoted by the reference D1. With the reference number 7a is one on the inside wall of the cylinder jacket 7 designated thermal insulation called. An inner diameter of the roll mantle 2 is denoted by the reference D2. One between the cylinder jacket 7 and an inner side I of the roll mantle 2 formed first gap S1 has a first width W1 = D1-D2 of 0.1 to 0.001 m. With reference number 8th is an exhaust passage for discharging the guided through the first gap S1 exhaust gases referred to. Between the exhaust duct 8th and the heater 4 extends from the holding device 3 a radially projecting flow retention means 9 , As in particular in conjunction with 2 is clear, is between the inside I and the flow restraint means 9 a second gap S2 is formed whose second width W2 is smaller than the first width W1 of the first gap S1. The second column S2 expediently has a width in the range of 0.01 and 0.001 m. The flow retention agent 9 is formed on a side facing the inside I in the form of a cylindrical portion which may extend over a sector of, for example, 5 ° to 40 °.

Die Funktion der in den 1 und 2 gezeigten ersten Walze 1 mit Heizvorrichtung 4 ist folgende:
Die in der Heizvorrichtung 4 durch Verbrennung des Brennstoffgemischs im Porenkörper 6 erzeugte Wärme wird z. T. durch Wärmestrahlung auf die Innenseite I des Walzenmantels 2 übertragen. Dabei erstreckt sich der Porenkörper 6 im Wesentlichen über eine gesamte Länge eines (hier nicht näher gezeigten) zu beheizenden Arbeitsabschnitts der Walze 1. Der Arbeitsabschnitt erstreckt sich üblicherweise nicht über die gesamte Länge der Walze 1. Insbesondere Randbereich der Walze 1 sind häufig nicht Bestandteil des Arbeitsabschnitts. Der Arbeitsabschnitt kann auch radial umlaufende Unterbrechungen aufweisen. In diesem Fall kann auch der Porenkörper 6 dazu korrespondierende Unterbrechungen aufweisen oder in den entsprechenden Bereichen mit einer keramischen Platte abgedeckt sein. Mit der vorgeschlagenen Heizvorrichtung 4 ist es also in einfacher Weise möglich, vorgegebene Heizprofile entlang des Arbeitsabschnitts zu realisieren.The function of in the 1 and 2 shown first roller 1 with heating device 4 is the following:
The in the heater 4 by combustion of the fuel mixture in the pore body 6 generated heat is z. T. by thermal radiation on the inside I of the roll shell 2 transfer. In this case, the pore body extends 6 substantially over an entire length of a (not shown here) to be heated working portion of the roller 1 , The working section usually does not extend over the entire length of the roller 1 , In particular edge region of the roller 1 are often not part of the work section. The working section can also have radial circumferential interruptions. In this case also the pore body can 6 to have corresponding interruptions or be covered in the corresponding areas with a ceramic plate. With the proposed heater 4 So it is possible in a simple manner to realize predetermined heating profiles along the work section.

Ein wesentlicher Teil der mit der Heizvorrichtung 4 erzeugten Wärme wird mittels Konvektion durch die aus dem Porenkörper 6 austretenden heißen Abgase auf den Walzenmantel 2 übertragen. Zur Erzeugung einer möglichst gleichförmigen Erwärmung des Arbeitsabschnitts des Walzenmantels 2 werden die Abgase, vorzugsweise entgegen einer mit dem Pfeil P1 bezeichneten Drehrichtung der Walze 1, im ersten Spalt S1 entsprechend der mit dem zweiten Pfeil P2 angedeuteten Strömungsrichtung zum Abgaskanal 8 geführt. Die Abgase werden also um den Zylindermantel 7 herum um einen Winkel von mehr als 270° geführt. Damit kann eine besonders effiziente Übertragung der in den Abgasen enthaltenen Wärme auf den Walzenmantel 2 erreicht werden.An essential part of using the heater 4 Heat generated by convection through the out of the pore body 6 Exiting hot exhaust gases on the roll shell 2 transfer. To produce as uniform as possible heating of the working section of the roll shell 2 are the exhaust gases, preferably opposite to a designated by the arrow P1 direction of rotation of the roller 1 , in the first gap S1 according to the with the second arrow P2 indicated flow direction to the exhaust duct 8th guided. The exhaust gases are thus around the cylinder jacket 7 around by an angle of more than 270 °. This allows a particularly efficient transmission of the heat contained in the exhaust gases to the roll shell 2 be achieved.

Zur weiteren Erhöhung des Wärmeübergangs von den Abgasen auf den Walzenmantel 2 können an der Innenseite I Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung vorgesehen sein. Zu diesem Zweck kann die Innenseite I durch mechanische oder chemische Maßnahmen aufgeraut sein. Es kann ferner an der Innenseite I eine Schicht angebracht sein, welche zum einen zu einer Erhöhung der Absorption von Wärmestrahlung beiträgt und andererseits eine Rauigkeit zur Erzeugung einer turbulenten Strömung im ersten Spalt S1 aufweist. Ferner können an der Innenseite I Vorsprünge, radial, helisch, schräg oder axial verlaufende Stege oder andere geeignete Strukturen zur Erzeugung einer turbulenten Strömung im ersten Spalt S1 vorgesehen sein. Solche Vorsprünge können in einem Abstand von beispielsweise 0,2 und 1,0 m vorgesehen sein. Es kann sich dabei um von der Innenseite I vorstehende Drähte in runder, quadratischer oder rechteckiger Ausführung handeln. Dabei kann ein Durchmesser eines solchen Drahts 0,01 bis 0,001 m betragen. Selbstverständlich sind auch andere Gestaltungen von solchen Vorsprüngen möglich.To further increase the heat transfer from the exhaust gases to the roll shell 2 can be provided on the inside I means for generating a turbulent flow. For this purpose, the inside I can be roughened by mechanical or chemical means. It can also be attached to the inside I a layer, which on the one hand contributes to an increase in the absorption of heat radiation and on the other hand has a roughness to generate a turbulent flow in the first gap S1. Furthermore, on the inside I projections, radially, helically, obliquely or axially extending webs or other suitable structures for generating a turbulent flow in the first gap S1 may be provided. Such protrusions may be provided at a distance of, for example, 0.2 and 1.0 m. These may be round, square or rectangular wires protruding from the inside I. In this case, a diameter of such a wire can be 0.01 to 0.001 m. Of course, other designs of such projections are possible.

Insbesondere bei der hier gezeigten Anordnung der Heizvorrichtung 4 im Inneren der Walze 1 kann zur Erhöhung der Wärmestrahlung die Verbrennung beispielsweise unterstöchometrisch eingestellt werden. Durch die infolge dessen sich ausbildenden Rußpartikel kann der Anteil an Wärmestrahlung erhöht werden. Sofern eine unterstöchometrische Verbrennung nicht erwünscht ist, können mittels einer geeigneten Dosiervorrichtung auch geeignete inerte Partikel in den Abgasstrom eingeblasen werden, welche zu einer Erhöhung des Anteils an Wärmestrahlung beitragen. Derartige Partikel können mittels eines im Abgaskanal 8 oder dem Abgaskanal 8 nachgeschalteten Filters abgetrennt und im Kreislauf dem Abgas wieder zugeführt werden.In particular, in the arrangement of the heater shown here 4 inside the roller 1 For example, to increase the heat radiation, the combustion can be set substoichiometrically. Due to the resulting soot particles, the proportion of heat radiation can be increased. If substoichiometric combustion is not desired, suitable inert particles can also be injected into the exhaust gas stream by means of a suitable metering device, which contribute to an increase in the proportion of thermal radiation. Such particles can by means of a in the exhaust duct 8th or the exhaust duct 8th downstream filter separated and recirculated to the exhaust gas.

Die Zwangsführung der Strömung des Abgases entgegen der Drehrichtung des Walzenmantels 2 wird insbesondere durch das Strömungsrückhaltemittel 9 erzwungen. Der damit gebildete zweite Spalt S2 ermöglicht im Vergleich zum ersten Spalt S1 lediglich einen Durchtritt einer kleinen Menge an Abgas. Das Abgas strömt infolgedessen durch den ersten Spalt S1 wegen des geringeren Strömungswiderstands.The positive guidance of the flow of the exhaust gas against the direction of rotation of the roll shell 2 in particular by the flow retention means 9 enforced. The second gap S2 thus formed allows, compared to the first gap S1, only a passage of a small amount of exhaust gas. As a result, the exhaust gas flows through the first gap S1 because of the lower flow resistance.

3 zeigt einen Schnitt parallel zur Rotationsachse R durch einen Abschnitt des Walzenmantels 2. Von der Innenseite I des Walzenmantels 2 erstreckt sich radial nach innen ein umlaufender erster Steg 10, der in einen dazu korrespondierenden Schlitz 11 eingreift. Die Wände des Schlitzes 11 können mit einem Dichtmittel 12 verkleidet sein, welches einem Durchtritt von Abgas durch den Schlitz 11 entgegenwirkt. Bei dem Dichtmittel 12 kann sich beispielsweise um ein thermisches Isolationsmittel oder dgl. handeln, welches bis an den Steg 10 reicht oder daran anliegt. Mit dem Steg 10 wird in Zusammenwirken mit dem Schlitz 11 und ggf. dem Dichtmittel 12 eine Strömungssperre geschaffen, mit der eine Strömung des Abgases in einer axialen Richtung im ersten S1 und zweiten Spalt S2 begrenzt werden kann. Je nach Bedarf können zur Begrenzung der axialen Strömung innerhalb der Spalte S1, S2 auch mehrere der in 3 gezeigten Anordnungen vorgesehen sein. – Der Steg 10 ist in einem Wärme leitenden Kontakt an der Innenseite I angebracht. Dazu kann ein beispielsweise aus Metall hergestellter Steg 10 durch Verschweißen an einem aus Metall hergestellten Walzenmantel 2 befestigt sein. Grundsätzlich ist zur Gewährleistung einer homogenen Temperaturverteilung darauf zu achten, dass die Wärmeleitfähigkeit desjenigen Materials, aus dem die Stege 10 hergestellt sind, nicht kleiner als die Wärmeleitfähigkeit des Materials ist, aus dem der Walzenmantel 2 hergestellt ist. Das den Steg 10 bildende Material kann aber auch eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen, als das zur Herstellung des Walzenmantels 2 verwendete Material. Durch das Vorsehen des/der Stegs/Stege 10 wird nicht nur die Strömung des Abgases geführt, sondern auch die Oberfläche an der Innenseite I des Walzenmantels 2 erhöht und damit die Effizienz der Wärmeübertragung verbessert. 3 shows a section parallel to the axis of rotation R through a portion of the roll shell 2 , From the inside I of the roll mantle 2 extends radially inwardly a circumferential first ridge 10 which is in a corresponding slot 11 intervenes. The walls of the slot 11 can with a sealant 12 be disguised, which is a passage of exhaust gas through the slot 11 counteracts. At the sealant 12 may be, for example, a thermal insulation means or the like., Which up to the web 10 is sufficient or is attached to it. With the jetty 10 will work in conjunction with the slot 11 and optionally the sealant 12 provided a flow barrier, with which a flow of the exhaust gas in an axial direction in the first S1 and second gap S2 can be limited. Depending on requirements, to limit the axial flow within the gaps S1, S2, several of the in 3 be provided arrangements shown. - The jetty 10 is mounted in a heat-conducting contact on the inside I. For this purpose, for example, made of metal bridge 10 by welding to a roll shell made of metal 2 be attached. Basically, to ensure a homogeneous temperature distribution, make sure that the thermal conductivity of the material from which the webs 10 are not smaller than the thermal conductivity of the material from which the roll shell 2 is made. That's the bridge 10 However, forming material can also have a higher thermal conductivity than that for the production of the roll mantle 2 used material. By providing the / the web / webs 10 Not only the flow of the exhaust gas is guided, but also the surface on the inside I of the roll shell 2 increases and thus improves the efficiency of heat transfer.

4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch eine zweite Walze 1 mit Heizvorrichtung 4. Dabei sind für funktionell gleich wirkende Bestandteile der Einfachheit halber dieselben Bezugszeichen verwendet worden, wie in den vorhergehenden Figuren. 4 shows a schematic cross-sectional view through a second roller 1 with heating device 4 , For the sake of simplicity, the same reference numerals have been used for functionally equivalent components as in the preceding figures.

Im Gegensatz zu dem in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist bei der in 4 gezeigten zweiten Walze 1 die Haltevorrichtung 3 außerhalb des Walzenmantels 2 angeordnet. Ein (hier nicht gesondert dargestellter) Porenkörper 6 der Heizvorrichtung 4 ist gegenüberliegend einer Außenseite A des Walzenmantels 2 angeordnet. Ein Abstand des Porenkörpers 6 kann in Bezug zur Außenseite A verstellbar sein, so dass damit je nach Bedarf der auf die Außenseite A übertragene Anteil an Strahlungswärme verändert werden kann. Die Haltevorrichtung 3 weist auch bei diesem Ausführungsbeispiel einen Zylindermantel 7 auf. Zwischen dem Zylindermantel 7 und der Außenseite A ist ein erster Spalt S1 gebildet. Für die erste Weite W1 des ersten Spalts S1 gelten auch hier die vorgenannten bevorzugten Bereiche. Der Zylindermantel 7 der Haltevorrichtung 3 erstreckt sich hier lediglich über einen Umfangsabschnitt von 90°. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass sich der Zylindermantel 7 über einen Umfangsabschnitt bis zu 100°, 130° oder 150° erstreckt. Die Haltevorrichtung 3 weist hier in der Nähe der Heizvorrichtung 4 und in der Nähe des Abgaskanals 8 jeweils ein Strömungsrückhaltemittel 9 auf. Zwischen dem Strömungsrückhaltemittel 9 und der Außenseite A ist ein zweiter Spalt S2 mit einer zweiten Weite W2 ausgebildet. Für die zweite Weite W2 gelten die vorgenannten Bereiche. Selbstverständlich können im zweiten Spalt S2 zusätzlich Dichtmittel 12 – ähnlich wie in 3 gezeigt – vorgesehen sein, welche zur Verbesserung der Dichtwirkung an der Außenseite A der Walze 1 anliegen. Derartige Dichtmittel 12 können beispielsweise aus hitzebeständigen Kunststoffen, thermisch isolierenden Materialien, wie keramischen Phasermaterialien oder dgl., hergestellt sein.In contrast to that in the 1 to 3 embodiment shown is in the in 4 shown second roller 1 the holding device 3 outside the roll mantle 2 arranged. A (not separately shown here) pore body 6 the heater 4 is opposite to an outer side A of the roll mantle 2 arranged. A distance of the pore body 6 can be adjustable with respect to the outside A, so that it can be changed as needed, the transferred to the outside A portion of radiant heat. The holding device 3 also has a cylinder jacket in this embodiment 7 on. Between the cylinder jacket 7 and the outside A, a first gap S1 is formed. For the first width W1 of the first gap S1, the aforementioned preferred ranges also apply here. The cylinder jacket 7 the holding device 3 extends here only about one order starting section of 90 °. Of course it is also possible that the cylinder jacket 7 extends over a peripheral portion up to 100 °, 130 ° or 150 °. The holding device 3 points here near the heater 4 and near the exhaust duct 8th each a flow retention agent 9 on. Between the flow retaining means 9 and the outside A is formed a second gap S2 having a second width W2. For the second width W2, the aforementioned ranges apply. Of course, in the second gap S2 in addition sealant 12 - similar to in 3 Shown - be provided, which for improving the sealing effect on the outside A of the roller 1 issue. Such sealants 12 For example, they may be made of heat resistant plastics, thermally insulating materials such as ceramic phase materials or the like.

Zur radialen Strömungsbegrenzung können im Zylindermantel 7 radial verlaufende Stege 10 vorgesehen sein, welche bis nahe an die Außenseite A heranreichen.For radial flow limitation can in the cylinder jacket 7 radially extending webs 10 be provided, which come close to close to the outside A.

Auch mit der in 4 gezeigten – besonders einfach und damit kostengünstig herstellbaren – zweiten Ausgestaltung der Erfindung kann eine besonders gleichförmige Erwärmung eines Arbeitsabschnitts einer Walze 1 erreicht werden.Also with the in 4 shown - particularly simple and thus inexpensive to produce - second embodiment of the invention can be a particularly uniform heating of a working section of a roller 1 be achieved.

Obwohl es in den Figuren nicht ausdrücklich gezeigt ist, ist es selbstverständlich auch möglich, die in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform mit der in 4 gezeigten Ausführungsform zu kombinieren, d. h. die Walze 1 kann von innen und von außen beheizt werden.Although it is not expressly shown in the figures, it is of course also possible in the 1 to 3 shown embodiment with the in 4 to combine the embodiment shown, ie the roller 1 can be heated from inside and outside.

Die obigen Ausführungsbeispiele sind anhand eines Volumenbrenners erläutert worden, bei dem auf einem Brennerelement (5a), welches beispielsweise eine mit Brenner-Durchbrüchen versehene Metall- oder Keramikplatte sein kann, ein Porenkörper 6 angeordnet ist. Die Verbrennung findet dabei im Porenkörper 6 statt. – Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, anstelle eines Volumenbrenners einen Oberflächenbrenner zu verwenden. Bei einem Oberflächenbrenner erfolgt die Verbrennung an der Oberfläche oder innerhalb eines Brennerelements 5a, welches z. B. aus einer aus Metall oder Keramik hergestellten Platte gebildet ist. Je nach Betriebsart können dabei an einer Oberfläche der Platte eine Vielzahl kleiner Flammen sich ausbilden. Es ist aber auch möglich, den Oberflächenbrenner so zu betreiben, dass das Brennerelement 5a lediglich glüht.The above embodiments have been explained with reference to a volume burner, in which on a burner element ( 5a ), which may be, for example, provided with burner breakthrough metal or ceramic plate, a porous body 6 is arranged. The combustion takes place in the pore body 6 instead of. In the context of the present invention, it is also possible to use a surface burner instead of a volume burner. In a surface burner, combustion takes place at the surface or within a burner element 5a which z. B. is formed from a plate made of metal or ceramic. Depending on the operating mode, a large number of small flames can form on one surface of the plate. But it is also possible to operate the surface burner so that the burner element 5a just glows.

11: Walzeroller
22: Walzenmantelroll shell
33: Haltevorrichtungholder
44: Heizvorrichtungheater
55: Brennstoffgemisch-ZufuhrkanalFuel mixture supply channel
5a5a: Brennerelementburner element
66: Porenkörperporous body
77: Zylindermantelcylinder surface
7a7a: Wärmedämmungthermal insulation
88th: Abgaskanalexhaust duct
99: StrömungsrückhaltemittelFlow restraint means
1010: Stegweb
1111: Schlitzslot
1212: Dichtmittelsealant
AA: Außenseiteoutside
D1D1: erster Durchmesserfirst diameter
D2D2: zweiter Durchmessersecond diameter
II: Innenseiteinside
P1P1: Drehrichtung der Walze 1 Direction of rotation of the roller 1
P2P2: Strömungsrichtung des Abgasesflow direction the exhaust gas
RR: Rotationsachseaxis of rotation
S1S1: erster Spaltfirst gap
S2S2: zweiter Spaltsecond gap

Claims

Roller with heating device ( 4 ) for heating at least one working section, which comes into contact with a material to be processed, of a lateral surface (A) of the roller ( 1 ) characterized in that the heating device ( 4 ) comprises a surface or volume burner operable with a combustible fluid.

Roller according to claim 1, wherein the surface or volume burner is provided with a plurality of burner openings, preferably plate-shaped or cylindrical, burner element (US Pat. 5a ) having.

Roll according to one of the preceding claims, wherein the volume burner by a porous body having an open porosity ( 6 ) has formed combustion chamber.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the surface or volume burner is elongated.

Roll according to one of the preceding claims, wherein a diameter or a large diagonal of a cross-sectional area of the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) is smaller than its length.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the diameter or the large diagonal of the cross-sectional area of a Walzenman tels ( 2 ) of the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) smaller than inner diameter (D2) of a roll mantle ( 2 ).

Roller according to one of the preceding claims, wherein a length of the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) corresponds at least to the length of the working section.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) is mounted opposite the working section.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the surface or volume burner several separate burner sections is divided, which in the axial direction one behind the other over the Length of the Work section are arranged.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) within the roller ( 1 ) is attached.

Roll according to one of the preceding claims, wherein on an inner side (I) of the roll shell ( 2 ) a flow guiding structure ( 7 . 9 ) for conducting from the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) exiting hot exhaust gases is provided.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the flow guiding structure ( 7 . 9 ) at least one from the inside (I) radially inwardly projecting circumferential first web ( 10 ).

Roller according to one of the preceding claims, wherein provided on the inside (I) means for generating a turbulent flow are.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) in one in the roller ( 1 ) provided substantially cylindrically shaped holding device ( 3 ) is recorded.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the holding device ( 3 ) the flow guiding structure ( 7 . 9 ) for guiding the exhaust gas along the inside (I).

Roller according to one of the preceding claims, wherein a between the inside (I) and a cylindrically shaped portion ( 7 ) of the holding device ( 3 ) formed first gap (S1) has a first width (W1) of 0.1 to 0.01 m.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the holding device ( 3 ) an exhaust duct ( 8th ) for discharging the exhaust gas.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the flow guiding structure ( 7 . 9 ) between the exhaust duct ( 8th ) and the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) in the direction of the inside (I) to form a second gap (S2) projecting flow retaining means ( 9 ).

Roller according to one of the preceding claims, wherein a second width (W2) of the second gap (S2) 0.01 to 0.001 m is.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) opposite the working section outside the roller ( 1 ) is attached.

Roll according to one of the preceding claims, wherein an outer side (A) of the roll mantle ( 2 ) at least in sections of a flow guiding structure ( 7 . 9 ) for guiding the burner element ( 5a ) and / or the pore body ( 6 ) Exiting hot exhaust gases along the outside (A) is surrounded.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the flow guiding structure ( 7 . 9 ) comprises a substantially coaxial with the lateral surface extending wall.

Roller according to one of the preceding claims, wherein on one of the outer side (A) facing the other inner side of the wall flow guiding means ( 10 ) are provided.

Roller according to one of the preceding claims, wherein the flow guiding means ( 10 ) at least one in the direction of the outer side (A) radially projecting web ( 10 ).