WO2007107287A2 - Walze mit heizvorrichtung - Google Patents

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WO2007107287A2
WO2007107287A2 PCT/EP2007/002293 EP2007002293W WO2007107287A2 WO 2007107287 A2 WO2007107287 A2 WO 2007107287A2 EP 2007002293 W EP2007002293 W EP 2007002293W WO 2007107287 A2 WO2007107287 A2 WO 2007107287A2
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burner
roller
burner element
pore body
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WO2007107287A3 (de
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Jochen Volkert
Ernst Keim
Jörg TOM FELDE
Dietmar Tanke
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Gvp Gesellschaft Zur Vermarktung Der Porenbrennertechnik Mbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F5/00—Elements specially adapted for movement
    • F28F5/02—Rotary drums or rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning
    • F26B13/18—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning heated or cooled, e.g. from inside, the material being dried on the outside surface by conduction
    • F26B13/183—Arrangements for heating, cooling, condensate removal
    • F26B13/186—Arrangements for heating, cooling, condensate removal using combustion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/04—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam
    • B29C33/044—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam in rolls calenders or drums

Definitions

  • the invention relates to a roller with heating device according to the preamble of claim 1.
  • heatable rolls are used in particular in the field of the plastics industry for the production of plastic films with heating devices.
  • the rollers are thus heated, for example, to a temperature in the range of 100 0 C to 15O 0 C.
  • Electric heaters require because of their inertia each a relatively long time to reach a predetermined temperature. In particular, they require a relatively long heating phase. Besides, a temperature field generated with an electric heater on an outer side of the roll shell is not particularly uniform. - When using gas-powered heaters
  • Heaters can be reached faster a given temperature.
  • the heating phase is significantly shorter for gas-fired heaters.
  • no particularly homogeneous temperature distribution can be achieved on the outside of the roll shell.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • a roll with heating device is to be specified, which is distinguished by a particularly homogeneous temperature distribution on the outside of the roll shell.
  • the roller should be heated as quickly as possible to a predetermined temperature.
  • a compact design is sought. This object is solved by the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the features of claims 2 to 26.
  • the heating device comprises a surface or volume burner operable with a combustible fluid.
  • a surface or volume burner operable with a combustible fluid.
  • the heating device can be made elongated and arranged axially with respect to the roller.
  • a combustible fluid is understood as meaning a mixture of a combustible gas and air or a mixture of a vaporized liquid fuel and air.
  • the heat is formed on the surface of a burner element by combustion of the fluid.
  • the heat is formed by combustion of the fluid within a porous volume.
  • the burner openings are designed so that a strike back the flames through the burner element in
  • the burner element is expediently made of metal or of a ceramic.
  • the volume burner to a combustion chamber which is formed by a porous body having an open porosity.
  • the porous body may expediently be arranged on the burner element. Flammable fluid passing through the burner element burns in this case in the volume of the pore body. - Both the surface and the volume burner can be made elongated. This allows for an axial arrangement uniform heating of the lateral surface of the roller.
  • a diameter or a large diagonal of a cross-sectional area of the burner element or the pore body is smaller than its length.
  • the burner element and / or the pore body can be designed in particular rod-shaped or cylindrical.
  • the diameter or the large diagonal of the cross-sectional area of the burner element and / or the pore body is expediently smaller than the inner diameter of a roll mantle.
  • the roller may therefore be hollow, in particular, wherein a roll shell is made for example of metal and / or ceramic.
  • 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 mounted opposite the working section.
  • a heat radiation radiated by the heating device can be transmitted to the working section in a particularly effective manner.
  • 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.
  • 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.
  • the pore body is in the form of an elongated one
  • the proposed volume burner can be produced particularly easily and inexpensively.
  • a mat produced, for example, from ceramic fibers can be used for clamped mounting of the pore body.
  • the channel-shaped burner housing and the pore body can be dimensioned so that when held in the burner housing pores a channel for supplying fuel is formed.
  • the burner element and / or the pore body is mounted within the roller.
  • the burner element and / or the pore body can either protrude into the roll shell. But it may also be that the surface or volume burner is taken up in total within the roll shell.
  • a first flow guide structure may be provided for conducting hot exhaust gases emerging from the burner element and / or the pore body.
  • the flow guide may include at least a ra dial ⁇ inwardly projecting circumferential first web. Conveniently, a plurality of such first webs are provided. In this case, those from the burner element and / or the exiting hot exhaust gases in the radial circumferential direction along the inside of the roll shell along. It can thus be achieved a particularly homogeneous temperature distribution on the outside of the roll shell.
  • means for generating a turbulent flow are provided on the inside. It may be a coating on the inside, a rough design on the inside or on the inside separately mounted projections. Due to the resulting turbulent flow, a particularly efficient heat transfer from the hot exhaust gases is achieved on the roll shell.
  • the burner element and / or the porous body is expediently received in a substantially cylindrical, fixed holding device provided in the roller.
  • the holding device advantageously has a first flow guiding structure for guiding the exhaust gas along the inside.
  • a first gap formed between the inside and a cylindrically shaped section of the holding device can be provided, which has a first width in the range from 0.1 to 0.01 m.
  • the hot exhaust gases emerging from the burner element and / or the pore body can be guided at a high speed. In this case, the heat contained in the hot gases can be transferred to the roll shell in a particularly efficient manner.
  • the holding device can be an exhaust duct for
  • the first flow guiding structure may comprise a flow retaining means projecting between the exhaust gas duct and the burner element and / or the pore body in the direction of the inside, forming a second gap. It can a width of the second gap 0.01 to 0.001 m.
  • the hot exhaust gases are discharged through provided on both end sides of the roller outlet openings.
  • a device for supplying secondary air is provided in the first gap. It may be a separate channel or lines through which secondary air can be supplied into the first gap with an upstream fan.
  • the supply of the secondary air can advantageously be regulated so that a maximum temperature for the cylinder wall is not exceeded.
  • the burner element and / or the pore body opposite the working portion is mounted outside the roller.
  • an outer side of the roll shell expediently at least in sections of a second flow guide structure for conducting the emerging from the burner element and / or the pore body hot Surrounding exhaust gases along the outside.
  • the second flow guiding structure surrounds the outside in a sector of 60 ° to 120 °. The sector can be adapted according to design requirements.
  • the further flow guide structure comprises a substantially coaxial with the lateral surface extending wall.
  • second flow-guiding means may be provided on an outer side of the wall facing the outside.
  • the second flow guiding means may comprise, in particular in the direction of the outside, projecting radially extending second webs. This allows for positive guidance of the flow of hot exhaust gases in the circumferential direction of the roller. It can thus be achieved a particularly homogeneous temperature distribution on the outside of the roll shell or the roll.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a first roller with heating device
  • FIG. 1 is a detail view of FIG. 1,
  • FIG. 2 is a detail view of FIG. 2,
  • Fig. 4 is a schematic partial sectional view through the roll shell
  • Fig. 5 is a schematic sectional view through a second roller with heating device.
  • the roll 1 shows a schematic sectional view transversely to an axis of rotation R of a generally designated by the reference numeral 1 drew roller.
  • the roll 1 comprises a cylindrical roll shell 2, which is made for example of metal and / or ceramic.
  • a retaining device 3 which is embodied in sections in a cylindrical manner, is mounted relatively fixedly to the roller 1.
  • a heating device 4 held on the holding device 3 comprises an axially extending fuel mixture feed 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 an elongated pore body 6 designed in the form of a cuboid is arranged.
  • the plate provided with burner openings forms a burner element, which is designated in FIG. 2 by reference numeral 5a.
  • the porous body 6 is preferably an open-cell ceramic foam made of SiC or SiSiC.
  • the porous body 6 has no catalytically active coating. It consists of one and the same, preferably electrically nonconductive, material and can therefore be produced easily and inexpensively.
  • the porous body 6 z. B. be held clamped in a channel-like burner housing 6a using an elastic holding means 6b.
  • the porous body 6 forms a combustion chamber of the volume burner used here.
  • the elastic holding means 6b is expediently a thermal insulation means, for example a mat, made of ceramic fibers bonded with an organic binder.
  • the organic binder is expediently a modified acrylic copolymer.
  • the heating device 4 may be accommodated in a secondary air duct 4a. Upstream of the secondary air passage 4a, a blower (not shown) for supplying secondary air is provided.
  • the fan is expediently regulated as a function of a predetermined surface temperature of the roller 1.
  • 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 portion forming the cylindrical portion 7 is denoted by the reference numeral Dl.
  • the reference numeral 7a denotes a provided on the inner wall of the cylinder jacket 7 thermal insulation.
  • An inner diameter of the roll mantle 2 is designated by the reference character D2.
  • On the cylinder jacket 7 radially circumferential web-like projections may be provided which an axial
  • Reference numeral 8 designates an exhaust passage for removing the exhaust gases passing through the first gap Sl.
  • the exhaust duct 8 extends in the axial direction. It can be connected for discharging the exhaust gas with provided on both end sides of the roller 1 (not shown here) outlet openings.
  • a radially projecting flow retaining means 9 As is clear in particular with reference to FIG.
  • the second width W2 is smaller than the first width Wl of the first gap Sl.
  • the second column S2 expediently has a width in the range of 0.01 and 0.001 m.
  • the flow retaining means 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 °.
  • the function of the first roller 1 with heating device 4 shown in FIGS. 1 and 2 is the following:
  • the heat generated in the heating device 4 by combustion of the fuel mixture in the porous body 6 is z. T. transmitted by thermal radiation on the inside of the roll shell 2 I.
  • the porous body 6 extends substantially over an entire length of a (not shown in detail) 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 working section.
  • the working section can also have radial circumferential interruptions.
  • the porous body 6 can also have corresponding interruptions or covered with a ceramic plate in the corresponding regions be.
  • a significant portion of the heat generated by the heater 4 is transferred to the roll shell 2 by means of convection through the hot exhaust gases emerging from the pore body 6.
  • the exhaust gases preferably opposite to a direction of rotation of the roll 1 indicated by the arrow Pl, are guided in the first gap S1 to the exhaust duct 8 in accordance with the flow direction indicated by the second arrow P2.
  • the exhaust gases are thus guided around the cylinder jacket 7 by an angle of more than 270 °. In this way, a particularly efficient transfer of the heat contained in the exhaust gases to the roll shell 2 can be achieved.
  • the inside I means for generating a turbulent flow.
  • the inside I can be roughened by mechanical or chemical means.
  • a layer can be applied to the inside I, which on the one hand contributes to an increase in the absorption of heat radiation and, on the other hand, has a roughness for generating a turbulent flow in the first gap S1.
  • projections, radially, helically, obliquely or axially extending webs or other suitable structures for generating a turbulent flow in the first gap S1 can be provided on the inner side I. 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.
  • the combustion can be set substoichiometrically, for example, to increase the heat radiation. 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 be separated by means of a downstream in the exhaust passage 8 or the exhaust passage 8 filter and recycled to the exhaust gas in the circuit.
  • the positive guidance of the flow of the exhaust gas against the direction of rotation of the roll shell 2 is enforced in particular by the flow retention means 9.
  • the second gap S2 thus formed allows, compared to the first gap Sl, only a passage of a small amount of exhaust gas. As a result, the exhaust gas flows through the first gap Sl because of the lower flow resistance.
  • Fig. 4 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 shell 2 extends radially inwardly a circumferential first web 10, which engages in a slot 11 corresponding thereto.
  • the walls of the slot 11 may be clad with a sealant 12, which counteracts a passage of exhaust gas through the slot 11.
  • the sealing means 12 may be, for example, a thermal insulation means or the like. act, which extends to the web 10 or rests on it. With the web 10, a flow barrier is created in cooperation with the slot 11 and possibly the sealing means 12, with which a flow of the exhaust gas in an axial direction in the first Sl and second gap S2 can be limited. Depending on requirements, it is also possible to provide a plurality of the arrangements shown in FIG. 4 for limiting the axial flow within the gaps S1, S2. - The web 10 is mounted in a heat-conducting contact on the inside I.
  • a web 10, for example made of metal may be fastened by welding to a roll shell 2 made of metal.
  • the thermal conductivity of the material from which the webs 10 are made is not smaller than the thermal conductivity of the material from which the roll shell 2 is made.
  • the material forming the web 10 can also have a higher thermal conductivity than the material used to produce the roll mantle 2.
  • Fig. 5 shows a schematic cross-sectional view through a second roller 1 with heating device 4.
  • the same reference numerals have been used for functionally equivalent components for the sake of simplicity, as in the preceding figures.
  • the holding device 3 is arranged outside the roll shell 2.
  • a (not separately shown here) porous body 6 of the heating device 4 is arranged opposite an outer side A of the roll shell 2.
  • the heating device 4 accommodating the porous body 6 can also be designed in this case, as shown in FIG. A distance of the pore body 6 may be adjustable with respect to the outer side A, so that, depending on requirements, the proportion of radiant heat transferred to the outer side A can be changed.
  • the holding device 3 also has a cylinder jacket 7 in this exemplary embodiment. Between the cylinder jacket 7 and the outside A, a first gap Sl is formed. For the first width W1 of the first gap S1, the aforementioned preferred ranges also apply here.
  • the cylinder jacket 7 of the holding device 3 extends here only over a peripheral portion of 90 °. Of course, it is also possible for the cylinder jacket 7 to extend over a circumferential section up to 100 °, 130 ° or 150 °.
  • the holding device 3 has here in each case a flow retaining means 9 in the vicinity of the heating device 4 and in the vicinity of the exhaust gas duct 8. Between the flow retaining means 9 and the outer side A, a second gap S2 is formed with a second width W2. The aforementioned ranges apply to the second width W2.
  • sealing means 12 may for example be made of heat-resistant plastics, thermally insulating materials such as ceramic phase materials or the like. , be prepared.
  • radially extending webs 10 may be provided in the cylinder jacket, which extend to near the outside A.
  • roller 1 can be heated from inside and outside.
  • a volume burner in which a porous body 6 is arranged on a burner element 5a, which may be, for example, a metal or ceramic plate provided with burner openings.
  • the combustion takes place in the porous body 6.
  • a surface burner instead of a volume burner.
  • a surface burner combustion takes place on the surface or within a burner element 5a, which z. B. is formed from a plate made of metal or ceramic.
  • a large number of small flames can form on one surface of the plate.
  • the Operate surface burner so that the burner element 5a only glows.

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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 eine 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.

Description

Walze mit Heizvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Walze mit Heizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 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 1000C bis 15O0C aufgeheizt.
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 Tempe- raturverteilung an der Außenseite des Walzenmantels erreicht werden.
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. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst . Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 26.
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 mög- lieh, einen vorgegebenen Abschnitt der Walze, beispielsweise mittels Wärmestrahlung aufzuheizen. Zu diesem Zweck kann die Heizvorrichtung langgestreckt ausgeführt und axial bezüglich der Walze angeordnet sein.
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.
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.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Oberflächenoder 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 Zurück- schlagen 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. Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Volumenbrenner einen Brennraum auf, der durch einen eine offene Porosität aufweisenden Porenkörper gebildet ist. In diesem Fall kann der Porenkörper zweckmäßigerweise auf dem Brennerelement an- geordnet 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.
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.
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.
Als besonders zweckmäßig hat es sich beim Volumenbrenner er- wiesen, dass der Porenkörper in Form eines langgestreckten
Quaders ausgebildet und mittels eines elastischen thermischen Isolationsmittels klemmend in einem rinnenförmigen Brennergehäuse gehalten ist . Der vorgeschlagene Volumenbrenner lässt sich besonders einfach und kostengünstig herstellen. Zur klemmenden Halterung des Porenkörpers kann dabei eine beispielsweise aus keramischen Fasern hergestellte Matte verwendet werden. Das rinnenförmige Brennergehäuse und der Porenkörper können so bemessen sein, dass bei im Brennergehäuse gehaltenen Porenkörpern ein Kanal zur Zufuhr von Brennstoff gebildet ist.
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 entwe- der in den Walzenmantel hineinragen. Es kann aber auch sein, dass der Oberflächen- oder Volumenbrenner insgesamt innerhalb des Walzenmantels aufgenommen ist.
An einer Innenseite des Walzenmantels kann eine erste Strö- mungsleitStruktur zum Leiten von aus dem Brennerelement und/oder dem Porenkörper austretenden heißen Abgasen vorgesehen sein. Die Strömungsleitstruktur kann zumindest einen ra¬ dial 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.
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 .
Das Brennerelement und/oder der Porenkörper ist zweckmäßigerweise in einer in der Walze vorgesehenen im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten, feststehenden 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.
Des Weiteren kann die Haltevorrichtung einen Abgaskanal zum
Abführen des Abgases aufweisen. Insbesondere kann in diesem Fall die erste Strömungsleitstruktur ein zwischen dem Abgas - kanal 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 ver- mieden. 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.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die heißen Abgase durch an beiden Stirnseiten der Walze vorgesehene Auslassöffnungen abgeführt werden. Damit kann insbesondere bei Walzen mit einer großen axialen Länge ein Druckgradient im Abgasabführweg klein ge- halten und damit eine homogene Durchströmung, insbesondere des ersten Spalts, erreicht werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist eine Einrichtung zum Zuführen von Sekundärluft in den ersten Spalt vorgesehen. Es kann sich dabei um einen separaten Kanal oder Leitungen handeln, durch die mit einem stromaufwärts vorgesehenen Gebläse Sekundärluft in den ersten Spalt zugeführt werden kann. Die Zuführung der Sekundärluft kann vorteilhafterweise geregelt erfolgen, so dass eine für die Zylinderwand vorgesehene Maxi- maltemperatur nicht überschritten wird.
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 Strömungs- leitstruktur umgibt die Außenseite in einem Sektor von 60° bis 120°. Der Sektor kann je nach konstruktiven Anforderungen angepasst werden.
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.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Walze mit Heizvorrichtung,
Fig. 2 eine Detailansicht gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Detailansicht gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine schematische Teilschnittansicht durch den Walzenmantel und
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht durch eine zweite Walze mit Heizvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht quer zu einer Rotationsachse R einer allgemein mit dem Bezugszeichen 1 be- zeichneten 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 axial verlaufenden 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 Brennerele- ment , welches in Fig. 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 weist keine katalytisch aktive Beschichtung auf. Er besteht aus ein und demselben, vor- zugsweise elektrisch nicht leitfähigen, Material und kann infolgedessen einfach und kostengünstig hergestellt werden.
Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, kann der Porenkörper 6 z. B. klemmend in einem rinnenartigen Brennergehäuse 6a un- ter Verwendung eines elastischen Haltemittels 6b gehalten sein. Der Porenkörper 6 bildet einen Brennraum des hier verwendeten Volumenbrenners. Bei dem elastischen Haltemittel 6b 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 Verun- reinigungen 100 Gew.% beträgt. Bei dem organischen Binder handelt es sich zweckmäßigerweise um ein modifiziertes Acry- lesthercopolymer . Mit dem vorgeschlagenen Haltemittel 6b kann der Porenkörper 6 klemmend in einem rinnenförmigen Brennerge- häuse 6a gehalten werden. Auch bei einer thermisch bedingten Ausdehnung des Brennergehäuses 6a gewährleistet ein solches Haltemittel 6b eine ausreichende Elastizität zum Halten des Porenkörpers 6.
Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, kann die Heizvorrichtung 4 in einem Sekundärluftkanal 4a aufgenommen sein. Stromaufwärts des Sekundärluftkanals 4a ist ein (hier nicht gezeigtes) Gebläse zum Zuführen von Sekundärluft vorgesehen. Das Gebläse wird zweckmäßigerweise in Abhängig- keit einer vorgegebenen Oberflächentemperatur der Walze 1 geregelt .
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 Dl 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 Sl weist eine erste Weite Wl = Dl - D2 von 0,1 bis 0,001 m auf. Am Zylindermantel 7 können radial umlaufende stegartige Vorsprünge vorgesehen sein, welche einen axialen
Abstand von beispielsweise 5 bis 25 cm aufweisen. Die stegartigen Vorsprünge erstrecken sich bis nahe an die Innenseite I . Durch das Vorsehen der stegartigen Vorsprünge wird eine ungleichmäßige Anströmung der Innenseite I durch eine Axial - bewegung des Abgases in der Walze 1 verhindert. Damit wird weiter zur Homogenisierung des Wärmeübergangs zwischen Abgas und Walze 1 beigetragen. Mit Bezugszeichen 8 ist ein Abgaskanal zur Abfuhr der durch den ersten Spalt Sl geführten Abgase bezeichnet . Der Abgaskanal 8 erstreckt sich in axialer Rich- tung . Er kann zum Abführen des Abgases mit an beiden Stirnseiten der Walze 1 vorgesehenen (hier nicht gezeigten) Auslassöffnungen verbunden sein. Zwischen dem Abgaskanal 8 und der Heizvorrichtung 4 erstreckt sich von der Haltevorrichtung 3 ein radial vorspringendes Strömungsrückhaltemittel 9. Wie insbesondere in Zusammensicht mit Fig. 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 Wl des ersten Spalts Sl 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.
Die Funktion der in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Walze 1 mit Heizvorrichtung 4 ist folgende:
Die in der Heizvorrichtung 4 durch Verbrennung des Brenn- stoffgemischs 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 ent- sprechenden 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.
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, vor- zugsweise entgegen einer mit dem Pfeil Pl bezeichneten Drehrichtung der Walze 1, im ersten Spalt Sl 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. Da- mit kann eine besonders effiziente Übertragung der in den Abgasen enthaltenen Wärme auf den Walzenmantel 2 erreicht werden.
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 Erhö- hung der Absorption von Wärmestrahlung beiträgt und andererseits eine Rauigkeit zur Erzeugung einer turbulenten Strömung im ersten Spalt Sl aufweist. Zur Erzeugung einer turbulenten Strömung können an der Innenseite I Vorsprünge, radial, he- lisch, schräg oder axial verlaufende Stege oder andere geeig- nete Strukturen zur Erzeugung einer turbulenten Strömung im ersten Spalt Sl 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.
Insbesondere bei der hier gezeigten Anordnung der Heizvor- richtung 4 im Inneren der Walze 1 kann zur Erhöhung der Wärmestrahlung die Verbrennung beispielsweise unterstöchome- trisch 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.
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 Sl lediglich einen Durchtritt einer kleinen Menge an Abgas. Das Abgas strömt infolgedessen durch den ersten Spalt Sl wegen des geringeren Strömungswiderstands .
Insbesondere beim Aufheizen oder beim Stillstand der Walze 1 kann es dazu kommen, dass der Walzenmantel 2 zu stark erwärmt wird. Um dem entgegenzuwirken, kann durch den Sekundärluftkanal 4a kühle Sekundärluft in den ersten Spalt Sl geführt und damit eine Erwärmung des Walzenmantels 2 auf unzulässig hohe Temperaturen vermieden werden. - Der Sekundärluftkanal 4a kann selbstverständlich auch andersartig ausgebildet sein. Beispielsweise ist es möglich, die Sekundärluft nicht in eine Richtung radial nach außen in den ersten Spalt Sl einzubla- sen, sondern in Umfangsrichtung. Fig. 4 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 thermi- sches 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 Sl und zweiten Spalt S2 begrenzt werden kann. Je nach Bedarf können zur Begrenzung der axialen Strömung innerhalb der Spalte Sl, S2 auch mehrere der in Fig. 4 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. Selbstverständlich ist es zur Zwangsführung der Abgasströmung in radial umlaufender Richtung auch möglich, vom Zylindermantel 7 in Richtung der Innenseite I sich erstrek- kende Stege 10 vorzusehen, welche nahe bis an die Innenseite I reichen.
Fig. 5 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.
Im Gegensatz zu dem in den Fig. 1 bis Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist bei der in Fig. 5 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 Außen- seite A des Walzenmantels 2 angeordnet. Die den Porenkörper 6 aufnehmende Heizvorrichtung 4 kann auch in diesem Fall so ausgeführt sein, wie in Fig. 3 gezeigt ist. 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 Sl gebildet. Für die erste Weite Wl des ersten Spalts Sl 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 Umfangsab- schnitt bis zu 100°, 130° oder 150° erstreckt. Die Haltevor- richtung 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 vor- genannten Bereiche. Selbstverständlich können im zweiten Spalt S2 zusätzlich Dichtmittel 12 - ähnlich wie in Fig. 4 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.
Zur radialen Strömungsbegrenzung können im Zylindermantel 7 radial verlaufende Stege 10 vorgesehen sein, welche bis nahe an die Außenseite A heranreichen.
Auch mit der in Fig. 5 gezeigten - besonders einfach und damit kostengünstig herstellbaren - zweiten Ausgestaltung der Erfindung kann eine besonders gleichförmige Erwärmung eines Arbeitsabschnitts einer Walze 1 erreicht werden.
Obwohl es in den Figuren nicht ausdrücklich gezeigt ist, ist es selbstverständlich auch möglich, die in den Fig. 1 bis Fig. 4 gezeigten Ausführungsform mit der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform zu kombinieren, d. h. die Walze 1 kann von innen und von außen beheizt werden.
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 Oberflächen- brenner 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.
Bezugszeichenliste
1 Walze
2 Walzenmantel 3 Haltevorrichtung
4 Heizvorrichtung 4a Sekundärluftkanal
5 Brennstoffgemisch-Zufuhrkanal 5a Brennerelement 6 Porenkörper
6a Brennergehäuse
6b Haltemittel
7 Zylindermantel
7a Wärmedämmung 8 Abgaskanal
9 Strömungsrückhaltemittel
10 Steg
11 Schlitz
12 Dichtmittel
A Außenseite
Dl erster Durchmesser
D2 zweiter Durchmesser I Innenseite
Pl Drehrichtung der Walze 1
P2 Strömungsrichtung des Abgases
R Rotationsachse
Sl erster Spalt S2 zweiter Spalt

Claims

Patentansprüche
1. Walze mit Heizvorrichtung (4) zum Beheizen zumindest eines mit einem zu bearbeitenden Gut in Kontakt kommenden Arbeits- abschnitts einer Mantelfläche (A) der Walze (1)
dadurch gekennzeichnet, dass
die Heizvorrichtung (4) einen mit einem brennbaren Fluid be- treibbaren Oberflächen- oder Volumenbrenner umfasst .
2. Walze nach Anspruch 1, wobei der Oberflächen- oder Volumenbrenner ein mit einer Vielzahl von Brenner-Durchbrüchen versehenes, vorzugsweise platten- oder zylinderförmig ausge- bildetes, Brennerelement (5a) aufweist.
3. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Volumenbrenner einen durch einen eine offene Porosität aufweisenden Porenkörper (6) gebildeten Brennraum aufweist.
4. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Oberflächen- oder Volumenbrenner langgestreckt ausgebildet ist.
5. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Durchmesser oder eine große Diagonale einer Querschnittsfläche des Brennerelements (5a) und/oder des Porenkörpers (6) kleiner als dessen Länge ist.
6. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser oder die große Diagonale der Querschnittsfläche eines Walzenmantels (2) des Brennerelements (5a) und/oder des Porenkörpers (6) kleiner als Innendurchmesser (D2) eines Walzenmantels (2) ist.
7. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Länge des Brennerelements (5a) und/oder des Porenkörpers (6) zumindest der Länge des Arbeitsabschnitts entspricht.
8. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Brennerelement (5a) und/oder der Porenkörper (6) gegenüberliegend des Arbeitsabschnitts angebracht ist.
9. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Oberflächen- oder Volumenbrenner mehrere voneinander getrennte Brennerabschnitte unterteilt ist, welche in axialer Richtung hintereinander über die Länge des Arbeitsabschnitts angeordnet sind.
10. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Volumenbrenner der Porenkörper (6) in der Form eines langgestreckten Quaders ausgebildet und mittels eines elastischen thermischen Isolationsmittels (6b) klemmend in einem rinnenförmigen Brennergehäuse (6a) gehalten ist.
11. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Brennerelement (5a) und/oder der Porenkörper (6) innerhalb der Walze (1) angebracht ist.
12. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einer Innenseite (I) des Walzenmantels (2) eine Strömungsleitstruktur (7, 9) zum Leiten von aus dem Brennerelement (5a) und/oder dem Porenkörper (6) austretenden heißen Abgasen vorgesehen ist .
13. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungsleitstruktur (7, 9) zumindest einen von der Innenseite (I) radial nach innen vorspringenden umlaufenden ersten Steg (10) umfasst .
14. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Innenseite (I) Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung vorgesehen sind.
15. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Brennerelement (5a) und/oder der Porenkörper (6) in einer in der Walze (1) vorgesehenen im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Haltevorrichtung (3) aufgenommen ist.
16. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltevorrichtung (3) die Strömungsleitstruktur (7, 9) zum Leiten des Abgases entlang der Innenseite (I) aufweist.
17. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zwischen der Innenseite (I) und einem zylindrisch ausgebildeten Abschnitt (7) der Haltevorrichtung (3) gebildeter erster Spalt (Sl) eine erste Weite (Wl) von 0,1 bis 0,01 m aufweist.
18. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltevorrichtung (3) einen Abgaskanal (8) zum Abführen des
Abgases aufweist.
19. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die StrömungsleitStruktur (7, 9) ein zwischen dem Abgaskanal (8) und dem Brennerelement (5a) und/oder dem Porenkörper (6) in Richtung der Innenseite (I) unter Ausbildung eines zweiten Spalts (S2) vorspringendes Strömungsrückhaltemittel (9) um- fasst .
20. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einrichtung (4a) zum Zuführen von Sekundärluft in den ersten Spalt (Sl) vorgesehen ist.
21. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ei- ne zweite Weite (W2) des zweiten Spalts (S2) 0,01 bis 0,001 m beträgt .
22. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Brennerelement (5a) und/oder der Porenkörper (6) gegenüber- liegend des Arbeitsabschnitts außerhalb der Walze (1) angebracht ist.
23. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Außenseite (A) des Walzenmantels (2) zumindest abschnitts- weise von einer Strömungsleitstruktur (7, 9) zum Leiten der aus dem Brennerelement (5a) und/oder dem Porenkörper (6) austretenden heißen Abgase entlang der Außenseite (A) umgeben ist.
24. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungsleitstruktur (7, 9) eine im Wesentlichen koaxial zur Mantelfläche verlaufende Wand umfasst .
25. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einer der Außenseite (A) zugewandten weiteren Innenseite der
Wand Strömungsleitmittel (10) vorgesehen sind.
26. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungsleitmittel (10) zumindest einen in Richtung der Au- ßenseite (A) radial vorspringenden Steg (10) umfassen.
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