DE591118C

DE591118C - Verfahren und Vorrichtung zum Beheizen von Kalanderwalzen und sonstigen langen Hohlkoerpern

Info

Publication number: DE591118C
Application number: DEO18902D
Authority: DE
Original assignee: OSTHOFF FA WALTER
Current assignee: OSTHOFF FA WALTER
Priority date: 1931-03-05
Filing date: 1931-03-05
Publication date: 1934-01-17

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
17. JANUAR 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 8 b GRUPPE

Walter Osthoff in Wuppertal-Elberfeld

Verfahren und Vorrichtung zum Beheizen von Kalanderwalzen und sonstigen langen Hohlkörpern

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. März 1931 ab

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Beheizung von Kalanderwalzen, mit welchem man in der einfachsten Art und Weise eine bedeutend größere Wärmemenge und infolgcdessen eine viel höhere Temperatur als mit den bisher bekannten Einrichtungen auf die Kalanderwalzen übertragen kann, um dadurch eine größere Produktion zu erzielen und die Gewebe im nassen Zustand heiß zu bearbeiten zwecks Erzielung mehrerer Ausrüstungseffekte.

Alle jetzt benutzten Heizbrenner für Kalander, die mit Leuchtgas oder flüssigen Brennstoffen betrieben werden, arbeiten in der Weise, daß ein einzelnes Rohr oder ein Dreirohrbrenner für Gas und Preßluft in der Bohrung der Kalanderwalze frei schwebend außerhalb derselben befestigt ist, und daß in dem Raum, welcher in der Bohrung der Kalanderwalze vorhanden ist, viele kleine Stichflammen gegen die Wandung der Walzenbohrung brennen.

Es werden auch Brenner benutzt, die aus zwei ineinandergesteckten Rohren bestehen, von denen eines der Rohre für die Zuführung des .brennbaren Gases und das zweite Rohr für die Zuführung der Verbrennungsluft benutzt werden. Auch bei diesen. Brennern werden viele kleine Stichflammen, die am Umfang des äußeren Brennerrohres brennen, gegen die Bohrung der Kalanderwalze gerichtet.

Der Raum zwischen der Bohrung der Kalanderwalze und dem Außendurchmesser der eingeführten Brennerrohre kann jedoch nur zu seinem geringsten Teil von den vielzähligen kleinen Stichflammen ausgefüllt werden, denn ein nicht unbeträchtlicher Teil dieses Zwischenraumes wird dazu benötigt, die heißen Feuergase nach außen abzuleiten. Um bei diesen Brennern möglichst große Flammen gegen die Bohrungswand der Kalanderwalze brennen zu lassen, wurde konstruktiv stets darauf hingearbeitet, eine möglichst große Bohrung in den Kalander einzubringen und demgegenüber den einge- ^l bauten Brennerkörper in einem möglichst kleinen Durchmesser auszuführen, damit zwischen dem Brenner und der Bohrungswand des Kalanders ein möglichst großer Raum zur Entfaltung der beheizenden Flamme vorhanden war.

Mit solchem Brenner kann im günstigsten Fall eine Temperatur bis 200⁰ C am äußeren Umfang der Kalanderwalzen erzielt werden.

Außerdem ist ein Gasbrenner für Kalander bekanntgeworden, mit welchem innerhalb der, Bohrung feuerfester Körper eine flammenlose Verbrennung eines Brenngemisches erzielt werden soll, welches aus dem gelochten Teil

eines durchgehenden Rohres in den Hohlraum der feuerfesten Körper einströmen soll, um dort zur Verbrennung zu gelangen. Diese Einrichtung ist jedoch deshalb nicht zweckmäßig, weil diese Flamme nach erfolgtem Glühendwerden des gelochten Rohres in das Gemischzuleitungsrohr zurückkriecht, weil das an sich schwache, das Brennmittel zuführende Rohr die verhältnismäßig schweren feuerfesten Körper im glühenden Zustand nicht tragen kann, ohne krumm zu werden, und weil der Hohlraum der feuerfesten Körper rechts und links durch Platten so vollkommen abgeschlossen ist, daß ein Abströmen der heißen Feuergase nicht mehr stattfinden kann. Es werden nämlich viele kleine Flammen aus den Bohrungen des Innenrohrcs gegen die innere Wandung eines feuerfesten Körpers gerichtet, der dann als Strahlungskörper wirken soll, wobei jedoch im Gegensatz zur' vorliegenden Erfindung eine Abströmung der heißen Feuergase gegen die Bohrung der Kalanderwalze nicht ermöglicht ist.

Mit dem neuen Beheizungsverfahren und dem dazu erforderlichen Brenner wird bei gleichen Abmessungen der Kalanderwalzen und der Bohrung auf der Oberfläche derselben eine bedeutend höhere Temperatur (bis zur Rotglut) erzielt.

. 30 Auf der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführungsform des neuen Brenners in den Fig. ι und 2 zur Darstellung gebracht.

Danach ist 1 die Kalanderwalze; 2 ist die Wand der Bohrung der Kalanderwalze 1. Die Länge zwischen den Pfeilen 3 und 3" kennzeichnet die Arbeitsbreite der Kalanderwalze. Die nach rechts und links überstehenden Teile der Walze sind die Walzenköpfe für die Lagerstellen. 4 und 4⁰ sind die Zuleitungen für das Brenngemisch, welches durch die . Düsen 6 und 6^ß in den Hohlraum 7 des feuerfesten Brennkörpers 5 einströmt und dort vorübergehend in Form der Flammen 9 und 9" zur Verbrennung kommt. S, S^x sind die Ausströmungsöffnungen für die heißen Feuergase, die aus dem. Hohlraum 7 des feuerfesten Brennerkörpers 5 in den Hohlraum der Bohrung 2 der Kalanderwalze ι entweichen. 10 ist der beschränkte Raum zwischen dem Brennerkörper 5 und der Bohrungswand 2 der Kalanderwalze 1.

Das neue Beheizungsverfahren wird danach

/ wie folgt zur Ausführung gebracht:

In die Bohrung 2 der Kalanderwalze 1. wird in gleicher Länge der Arbeitsbreite 3-3" ein aus feuerfestem Material hergestelltes Bren· nerrohr 5 eingebaut, welches als Verbrennungskammer 7 dient. Dieses Brennerrohr ist mit Austrittsöffnungen 8, 8^X für die heißen Feuergase versehen, deren Querschnitt und Anordnung über die Länge des Brennerrohrcs verteilt, zwar nicht gleichmäßig, aber deren Anzahl, Querschnitt und Anordnung bei vorliegender Kalanderbeheizung so gewählt ist, daß die Arbeitsbreite 3-3" der Kalanderwalze ι vollkommen gleichmäßig beheizt wird.

Die Verteilung der Austrittslöcher 8, 8·^ν für die Feuergase erfolgt nach Anzahl und Querschnitt zuweilen so, daß in der Mitte der Arbeitslänge 3-3" etwas größere Querschnitte vorgesehen werden als an den Enden. Zur Beheizung wird diesem feuerfesten Brennerkörper 5 entweder von einer Seite oder von beiden Seiten gleichzeitig von je einer Zuleitung 4, 4" das Brenngemisch zugeführt, welches durch die Düsen 6 und 6« in die Verbrennungskamer 7 strömt und darin vorübergehend in Form der Flammen 9, 9« zur Verbrennung kommt; denn während der normalen Beheizung des Kalanders wird der feuerfeste Körper 5 mit hochexplosiblem Brenngemisch zur Erzielung einer ganz oder .nahezu flammenlosen Verbrennung beschickt. So ist es möglich, die vorher beschriebene Kalanderwalze von innen heraus auf Rotglut durchzuheizen, denn der ganze, über die Arbeitsläaige-3-3" der Kalanderwalze ausgedehnte Brennerkörper 5 aus feuerfestem Material hat gleichmäßig über seine ganze Arbeitslänge eine Temperatur von etwa 1200⁰C. Die Wand 2 der Bohrung der Kalanderwalze kann also über die ganze Arbeitslänge 3-3" gleichförmig und ununterbrochen niit einer Temperatur von etwa 1200⁰ C bestrahlt werden, und außerdem müssen noch die heißen Feuergase die Bohrung 2 der Kalanderwalze 1, in der Länge und im- Umfang in ihrer Wärmeleistung gleichmäßig verteilt, mit einer Temperatur von etwa 1200⁰ C bestreichen, wenn lediglich normales Leuchtgas und atmosphärische Luft zur Beheizung verwendet werden. Bei Verwendung von Benzin, Sauerstoff oder anderen hochwertigen Brennstoffen kann ,die Temperatur weit über 1200⁰ C gesteigert werden.

Um bei dem Beheizungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung den besten termischen Wirkungsgrad zu erzielen, ist es zwar auch zweckmäßig·, der Kalanderwalze eine möglichst große Bohrung zu geben; gleichzeitig wird aber auch der feuerfeste Brennerkörper 5 in einem möglichst großen Durchmesser ausgeführt, denn dadurch wird das größtmöglichste Volumen des Verbrennungsraumes 7 und die gTÖßtmöglichste Strahlungsoberfläche auf dem Brennerrohr 5 und außerdem die kürzeste Entfernung vom Strahlungskörper 5 zur Bohrungswand 2 der Kalanderwalze 1 erzielt und so auch gleichzeitig der kleinste Zwischenraum 10 zum Abzug der heißen Feuergase freigegeben.

Dabei ist es selbstverständlich möglich,

durch Zufuhr geringerer Brennstoffmengen diese Temperatur in den weitesten Grenzen zu regeln. Wie die Praxis ergeben hat, kann dieses Verbrennungssystem der wahlweisen ganz oder nahezu flammenlosen Verbrennung eines hochexplosibleu Gemisches innerhalb des feuerfesten Brennerkörpers bis zu einer Ausströmungstemperatur der heißen Feuergase von 400⁰ C herabgemindert werden.

Damit ist also ein Regelungsbereich von etwa 400 bis 1200⁰ C gegeben, der größer ist, als es die Praxis erforderlich macht.

Das Entzünden des^! Brenners geschieht wie folgt: .

Dem Brenner wird zunächst ein Brenngemisch zugeführt, welches weit unterhalb der Explosionsgrenze liegt. Die Brennerkammer 7 wird zuerst mit diesem nicht explosiblen Gemisch ausgefüllt und dann strömt dasselbe durch die Bohrungen 8, 8* nach beiden Enden der Bohrung 2 der Kalanderwalze i, wo es in bekannter Weise zur Entzündung gebracht wird. Sobald das Brennen einer stetigen Flamme eingetreten ist, wird dem Brennstoff allmählich so viel Luft zugeführt, daß das aus den beiden Löchern der Walze brennende Gemisch anfängt, in blauen Stichflammen zu brennen.

Diese Stichflammen kriechen allmählich in die Bohrung 2 der Kalanderwalze 1 hinein und setzen sich dann auf die Ausströmungsöffnungen 8, 8-^v, die im feuerfesten Brennerkörper 5 vorhanden sind, und brennen dort vorübergehend in derselben Art und Weise, wie dies bei den bisher bekannten Kalanderbrennern dauernd der Fall ist, und bewirken dadurch, daß die Walzenbohrung 2 und der feuerfeste Brennerkörper 5 angewärmt werden. Nach erfolgtem Anwärmen wird dem Brenngemisch eine noch größere Menge Luft beigefügt; dann schlagen die Flammen in den Hohlraum 7 des feuerfesten Brennerrohres 5 hinein; das Rohr 5 wird in ganz kurzer Zeit glühend, denn die Flammen 9 und g^a brennen nun im Hohlraum 7 des feuerfesten Brennerrohres 5 (Fig. 2). Durch weitere Verstärkung'der Luftzufuhr wird dann in dem schon glühenden Brennerrohr 5 die flammenlose Verbrennung des Brenngemisches ohne Sauerstoffüberschuß eingestellt und aufrechterhalten.

Selbstverständlich kannan Stelle eines Gemisches aus Leuchtgas und Luft auch jeder andere gas-, dampf-, staubförmige, flüssige oder feste Brennstoff verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Bedingungen zur Zuführung und Entzündung des Brenngemisches entsprechend der vprllegenden Erfindung erfüllt werden.

Ferner ist es nach diesem Beheizungsverfahren auch möglich, Sengzylinder für die Textilindustrie oder andere Hohlkörper mit beliebigen Abmessungen über ihre ganze Länge wahlweise gleichmäßig oder ungleichmäßig zu beheizen, wobei der Gleichförmigkeitsgrad oder der Ungleichförmigkeitsgrad der Beheizung bestimmt wird durch sinngemäße Verteilung der Ausströmungsquerschnitte für die heißen Feuergase und der¹ Größe derselben.

Für die Erfindung ist es in jedem Falle wichtig, die Verbrennung des Brenngemisches in einem hochfeuerfesten Körper durchzuführen, dessen Form dem zu beheizenden Hohlkörper angepaßt ist, wobei es gleichgültig ist, ob die Brennstoffzufuhr einseitig oder von beiden Seiten erfolgt. Die Ausströmungsquerschnitte für die heißen Feuergase sind jedoch in ihrer Anordnung zur Form des Brennerkörpers und zur Form des zu, beheizenden Hohlkörpers, in ihrer Anzahl und in ihren Querschnitten so bemessen und verteilt, daß dem Verwendungszweck entsprechend die erzeugte Wärmemenge dort zur Geltung kommt, wo und wie dies erforderlich ist.

Die Mischung der Verbrennungsluft mit dem in Betracht kommenden Brennstoff, gleichviel welcher Art derselbe ist, kann vor oder hinter den Ausströmungsdüsen 6 und 6" vorgenommen werden. Der Verbrennungsprozeß im Hohlraum 7 kann unter Atmosphärcndruck, Unterdruck oder Überdruck durchgeführt werden. Ebenso können die heißen Feuergase aus dem Hohlraum 10 unter Atmosphärendruck, Unterdruck oder Überdruck entweichen. Beim Betrieb des Brenners mit Überdruck im Hohlraum 7 oder gleichzeitig mit Überdruck im Hohlraum 10 wird jedenfalls eine größere Wärmemenge schneller auf den zu beheizenden Körper der Kalanderwalze τ übertragen.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zum Beheizen von Kalanderwalzen und sonstigen langen Hohlkörpern, in welche ein feuerfester Brennerkörper für hohe Temperaturen eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngemisch dem Hohlraum (7) des Brennerrohres (5) einseitig oder von beiden Seiten durch axial nach innen gerichtete Düsen zur Verbrennung zugeführt wird und die entfallenden heißen Feuergase durch die im Mantel des Brennerrohres (5) angebrachten Bohrungen (8) in der Richtung auf die Wand der Bohrung der Kalanderwalze (1) und dann parallel zu ihr ' nach außen entweichen, so daß eine gleichmäßige und bei entsprechender Lochung (8) auch eine

abgestufteWärmeeinwirkung sowohl durch das als Strahlkörper wirkende Brennerrohr (5) als auch durch die gleichzeitig abströmenden heißen Feuergase an die Wände des zu beheizenden Hohlraumes (2) der Walze (1) erfolgt.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzuleitungsrohre (4, 4") an den Anschlußstellen an das Brennerrohr (5) je in axialer Richtung wirkende Düsen (6, 6^a) tragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen