专利名称：用于加热滚筒的方法以及可加热的滚筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加热用于制造和/或精整料幅、尤其纸幅或卡纸幅的滚筒的方法。本发明还涉及一种按照权利要求26前序部分所述的可加热的滚筒。
在迄今通常在造纸和/或纸张精整领域中使用的可加热的滚筒中，热量通过热介质传输到滚筒内。加热滚筒所需的热量因而是间接传递。在这里，所述的迄今通常涉及油或水的介质，借助外部加热设备加热。一般采用电的工作装置、燃气装置或蒸汽工作装置。
本发明所要解决的技术问题是，创造一种本文开头所述类型的经改善的方法和一种经改善的可加热的滚筒。在这里尤其还应能使用再生燃料。
上述有关方法的技术问题按照本发明是这样得以解决的，即，加热滚筒所需的热量至少部分在滚筒内产生，为此在滚筒内至少局部保证燃料与空气或氧气一起催化燃烧。
因此热量在需要它的地方产生。此外，从现在起可以使用再生能量来产生所需的热量。在这里，滚筒尤其可以按催化燃烧器的方式工作。
按照本发明方法的一种优选的实用设计，至少部分热量在滚筒的用催化剂涂层的内部传热面上产生。然而至少部分热量也可以在滚筒的至少一个充填有催化剂载体或设有催化表面的内腔中产生。
作为燃料优选地使用一种可燃气体。
按照本发明方法的一种有利的实用设计，在催化剂上保证与一种按可调整或已调整的混合比输入的可燃气体与空气的混合物发生放热反应。
按另一种有利的设计，将可燃气体与空气的混合物供入到滚筒的周缘孔内，以及在这些周缘孔内保证放热反应。这些周缘孔可通常平行于滚筒轴线地延伸。热气体从周缘孔优选地经径向通道输入到滚筒表面附近与通道贯通的环形区内。所述环形区尤其可以设在滚筒套内。
可燃气体与空气的混合物相宜地通过至少一个旋转导入装置输入滚筒内。
但放热反应也可以在滚筒表面附近与通道贯通的环形区内进行。可燃气体可例如通过滚筒的周缘孔和从这些孔出发的径向通道以及空气可例如通过滚筒中心孔和从该中心孔出发的径向通道输入所述的与通道贯通的环形区内。
催化反应决定性的优点在于，这种反应局部地在有催化涂层的表面(环形区内的通道)发生。若输入装置(周缘孔、径向孔和滚筒中心孔)未涂层，则可燃气体和空气的混合物在这里不起反应。仅仅在内部区域中的通道被涂层以及只是在这里才发生释出热量的混合物置换反应。
因此，空气与可燃气体在输入滚筒前已经混合是无害的。在滚筒内部的混合当然需要附加的输入装置、通道等，从而变得更加复杂。但原则上也可以设想如此输入混合物。
也就是说在这种情况下也仍然可以设有尤其平行于滚筒轴线延伸的周缘孔。不过在这里放热反应并不在这些周缘孔内而是在滚筒表面附近与通道贯通的环形区内进行。这些周缘孔可例如用于输入可燃气体，而空气例如经滚筒中心孔输入。然而原则上也可以设想这样一种设计，即，可燃气体与空气的混合物已经通过周缘孔输入。
可燃气体或空气相宜地仍通过至少一个旋转导入装置输入滚筒内。
按照本发明方法的一种优选的实用设计，滚筒沿滚筒轴线的方向观察可逐区加热，在这种情况下不同的区至少部分可以彼此独立地加热。也就是说，所述的区可单个或成组控制。
在具有绕防旋转的芯旋转的外套的滚筒中，放热反应尤其也可以在滚筒芯的表面区内或在可旋转的滚筒套的与通道贯通的环形区内进行。在滚筒芯表面区内的放热反应的一种相宜的方案中，如前面已提及的那样，在可旋转的滚筒套的与通道贯通的环形区内进行反应。
在这里例如可以设想这样一种设汁，即，固定的滚筒芯分成一个空气输入装置和一个废气排出装置两部分。在固定的滚筒芯与可旋转的滚筒套之间可设密封件，它们封闭这两个零件之间的环形区。通过滚筒芯内的通孔可以分别交替地在空气输入装置或废气排出装置与环形区之间建立连接。在滚筒套内的径向孔可用于连接有催化涂层的通道与环形区。
优选地，滚筒通过密封件和多个汇入到通道结构内的输送通道或通孔，保证将可燃气体和空气或由可燃气体和空气组成的混合物分配给不同的至少部分可彼此独立地加热的轴向区。输入可燃气体的管道可以汇入到这些输送通道或通孔内。此外，这些输送通道或通孔可以与滚筒芯的导引空气的中心孔连通。
反应温度或滚筒温度有利地通过可燃气体/空气的质量流量比(化学计量法)来调整。
在某些情况下，相宜地可以超化学计量地燃烧或与过量氧气燃烧。
作为燃料尤其可以使用氢气。有利地作为燃料尤其还使用重整产品或一种从天然气获得的富氢气体。
作为催化剂可尤其使用至少一种贵金属，尤其如铂、钯、铑和/或类似的金属。
有利地调整可燃气体质量流量，所以尤其还可以设置体积流量测量装置和相应的调整阀。
尤其也有利的是，优选地通过可燃气体传感器和相应的调整阀调整空气内的可燃气体浓度。
恰当地还调整滚筒温度。
尤其也仍然可以逐区地进行各自的调整，在这种情况下这些区可以单个或成组地调整。
上述涉及可加热的滚筒的技术问题，按照本发明是这样得以解决的，即，加热所需的热量至少部分通过燃料与空气或氧气在滚筒内的催化燃烧来产生。
在从属权利要求中说明了可加热的滚筒优选的实施方式。
所述的在滚筒芯表面设通道结构的实施方式可至少部分通过腐蚀或铣削造成。
催化剂涂层可例如通过吹涂、浸涂或喷涂造成。
滚筒套优选地热压配合在滚筒芯上和/或与之钎焊。
下面参见附图借助实施例详细说明本发明。附图中
图1表示按照催化燃烧器方式工作的供给可燃气体的可加热滚筒的局部剖切示意图；图2表示可加热的滚筒的一种实施方式的横截面示意图，其中将可燃气体与空气的混合物输入到滚筒的周缘孔内并在这些周缘孔内实施放热反应；图3表示按图2的可加热滚筒的一部分的俯视图，其中可以看到设在滚筒表面附近的通道，热气体从周缘孔供输入到这些通道中；图4表示可加热的滚筒的另一种实施方式的横截面示意图，其中放热反应在滚筒表面附近的一个与通道贯通的环形区内进行；图5表示另一种实施形式的可加热滚筒的滚筒芯的立体示意图，其中放热反应在滚筒芯表面的区域内进行；图6表示按照图5具有一个防旋转的滚筒芯的可加热滚筒的一种实施方式的立体示意图，图中同时还表示出了环绕此滚筒芯的滚筒套；以及图7表示具有防旋转的滚筒芯的可加热滚筒的另一种实施方式的剖开示出的局部示意图，但在这里放热反应仍在可旋转的滚筒套的一个与通道贯通的环形区内进行。
图1以局部剖切示意图表示按照催化燃烧器方式工作的供给可燃气体或可燃气体与空气的混合物的可加热滚筒10。在这里尤其可以涉及一种用于制造和/或精整料幅、特别是纸幅或卡纸幅的滚筒10。
加热滚筒10所需的热量至少部分通过可燃气体与空气或氧气在滚筒10内的催化燃烧产生。因此滚筒10按催化燃烧器的方式设计。
在这里滚筒10具有一个用催化剂涂层的传热面12，放热的化学反应在此传热面上进行。作为替代或补充方式，滚筒也可以至少包括一个充填催化剂载体或设有催化面的内腔。
作为燃料可采用例如氢气之类的可燃气体。
在上述情况下中将可燃气体与空气的混合物输入可加热的滚筒10中，用于在催化剂上发生放热反应，混合物的混合比是可调的。
借助图1可以看出，空气通过鼓风机14提供并通过管段16首先送往混合点18，通过另一个管段20向混合点输送可燃气体，以便使可燃气体与空气混合。
接着，可燃气体与空气的混合物经管段22输送到传热装置24，混合物从这里出发通过管段26向用催化剂涂层的传热面12输送，以及在传热面内输入的新鲜混合物被从滚筒10的传热面12经管段26回流的废气预热。
在输入可燃气体的管段20内设置一个调整阀28和一个测量体积流量的装置30。
在处于混合点18与传热装置24之间的管段22内安装一个可燃气体传感器32。
废气通过管段34从传热装置24导出。
在本实施例中，可燃气体与空气的混合物在温度例如约20℃时被输入传热装置24中。在传热装置24内混合物例如被预热到温度约200℃。从滚筒10的传热面12的区域朝传热装置24回流的废气具有例如大约250℃的温度。从传热装置24排出的废气的温度例如约50℃。
经管段20输入的可燃气体可尤其涉及氢气或例如也可以涉及一种重整产品或一种从天然气获得的富氢气体。
反应温度或滚筒温度可以通过可燃气体/空气的质量流量比(化学计量法)来调整。原则上也可以进行超化学计量地燃烧或用过量的氧气燃烧。
催化剂可例如涉及一种贵金属，尤其如铂、钯、铑和/或类似的金属。
通过调整阀和体积流量测量装置30可以调整可燃气体质量流量。
借助可燃气体传感器32和例如调整阀38可以调整空气内的可燃气体浓度。
借助相应的调整阀尤其还可以调整滚筒温度。
图2以横截面示意图表示可加热的滚筒的一种实施方式，其中将可燃气体与空气的混合物输入滚筒10的基本上平行于滚筒轴线延伸的环绕的周缘孔36、E中。
热气体从周缘孔36、E经径向通道38、E输入滚筒表面附近与通道40贯通的环形区42内。放热反应在这些通通40内进行。
在这种情况下例如设十二个周缘孔36，可燃气体与空气的混合物通过这些周缘孔中的六个(36、E)向滚筒输送。在这里“E”表示“进入”。
除此之外设十二个径向孔38。在这里可燃气体与空气的混合物通过十二个径向孔中的六个(38、E)朝分配通道43、E的方向流动。
十二个孔处于滚筒的一个剖切面内，而沿轴向设多个孔面。
气体混合物通过分配通道43、E沿轴向分配，然后经环形区42内的通道40流向分配通道43、A。在这里“A”表示“排出”。
在环形区42内的通道40上涂敷有催化层。也就是说放热反应在这里发生。
反应产物经其余六个径向孔38、A流入到周缘孔36、A中并通过它们从滚筒排出。
图3表示按图2的可加热滚筒10的一部分的俯视图，其中可以看到设在滚筒表面附近的通道40，热气体从周缘孔36、E(参见图2)输入这些通道。
可燃气体与空气的混合物可通过至少一个旋转导入装置输入滚筒10中。
图4以横截面示意图表示可加热的滚筒10的另一种实施方式，其中放热反应在滚筒表面附近的一个与通道贯通的环形区44内进行。
由可燃气体与空气组成的混合物仍通过滚筒10的基本上平行于滚筒轴线的周缘孔46以及从它们出发的径向通道48输入滚筒表面附近的与通道贯通的环形区44中。反应产物(废气)通过径向通道52和滚筒中心孔50从滚筒排出。
在这种情况下可燃气体与空气的混合物也可以例如仍通过至少一个旋转导入装置输入滚筒10中。
图5以立体示意图表示另一种实施形式的可加热滚筒10(尤其参见图6)的防旋转的滚筒芯54，其中放热反应例如在滚筒芯54表面的区域内进行。这种设计尤其在滚筒10沿滚筒轴线方向应能逐区加热、也就是说不同的区域至少部分应能彼此独立地加热时是有利的。
图6以示意透视图表示设有按照图5的这种滚筒芯54的可加热滚筒连同绕此滚筒芯54旋转的滚筒套56。
因此在本示例中例如滚筒芯54的表面至少部分区域用催化剂涂层。
借助图5可以看出，滚筒10在本示例中通过密封件58和多个汇入到通道结构内的用于可燃气体和空气或可燃气体与空气组成的混合物的输送通道或通孔60，分成不同的至少部分可彼此独立地加热的轴向区。在本示例中用于可燃气体的管道62汇入到输送通道或通孔60内。此外，输送通道或通孔60与滚筒芯54的一个导引空气的中心孔64连通，通过此中心孔还排出形成的废气。
在上述实施方式中放热反应在滚筒芯的表面区域内进行，而在图7中以局部剖切示意图表示出可加热的滚筒10的另一种实施方式，其中，放热反应仍在可旋转的滚筒套56的一个与通道40贯通的环形区内进行。滚筒10仍可逐区加热。
防旋转的滚筒芯54在中央分开。通过分为两个部分构成空气输入装置66和废气排出装置68。
在固定的滚筒芯54与可旋转的滚筒套56之间设密封件70，它们封闭在这两个零件之间的环形区72。通过设在滚筒芯54内的径向孔74分别交替地在空气输入装置66或废气排出装置68与环形区72之间建立连接。在滚筒套56内的径向孔76将有催化涂层的通道40与环形区72连接起来。
可燃气体的输入通过输入管78实现。
因此在本示例中在有催化涂层的通道40内构成反应区。
附图标记清单10 可加热的滚筒12 有催化剂涂层的传热面14 鼓风机16 管段18 混合点20 管段22 管段24 传热装置26 管段28 调整阀30 体积流量测量装置32 可燃气体传感器34 管段36 周缘孔38 径向通道40 通道42 与通道贯通的环形区43 分配通道44 与通道贯通的环形区46 周缘孔48 径向通道50 滚筒中心孔52 径向通道
54 滚筒芯56 滚筒套58 密封件60 输送通道、输送通孔62 管道64 中心孔66 空气输入装置68 废气排出装置70 密封件72 环形区74 径向孔76 径向孔78 可燃气体输入管
权利要求
1.一种加热用于制造和/或精整料幅、尤其纸幅或卡纸幅的滚筒(10)的方法，其特征在于加热所述滚筒(10)所需的热量至少部分在该滚筒(10)内产生，为此在该滚筒(10)内至少局部保证燃料与空气或氧气催化燃烧。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滚筒(10)按催化燃烧器的方式工作。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，热量至少部分在所述滚筒(10)的有催化剂涂层的内部传热面(12)上产生。
4.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，热量至少部分在所述滚筒(10)的至少一个充填有催化剂载体或设有催化表面的内腔中产生。
5.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为燃料使用一种可燃气体。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，催化剂保证与一种按可调整或已调整的混合比输入的可燃气体与空气混合物发生放热反应。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，将可燃气体与空气的混合物输入到所述滚筒(10)的周缘孔(36)内，以及在这些周缘孔(36)内保证发生放热反应。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，热气体从所述周缘孔(36)经径向通道(38)输入到表面附近与通道(40)贯通的环形区(42)。
9.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，将可燃气体与空气的混合物通过至少一个旋转导入装置输送给所述滚筒(10)。
10.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，放热反应在滚筒表面附近与通道贯通的环形区(44)内进行，可燃气体优选地通过滚筒(10)的周缘孔(46)和从这些周缘孔出发的径向通道(48)以及空气优选地通过滚筒中心孔(50)和从该中心孔出发的径向通道(52)输入所述环形区内。
11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，可燃气体或空气通过至少一个旋转导入装置向所述滚筒(10)导送。
12.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述滚筒(10)沿滚筒轴线的方向观察可逐区加热，在这种情况下不同的区至少部分可以彼此独立地加热。
13.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，在具有绕防旋转的芯(54)旋转的外套(56)的滚筒(10)中，保证在滚筒芯(54)的表面区域内或在可旋转的滚筒套(56)与通道贯通的环形区内发生放热反应。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，设在滚筒芯(54)表面上的通道结构保证放热反应。
15.按照权利要求13或14所述的方法，其特征在于，滚筒芯(54)的表面或设在它上面的通道结构至少部分有催化剂涂层。
16.按照权利要求13至15之一所述的方法，其特征在于，滚筒(10)通过密封件(58)和多个汇入到通道结构内的输送通道或通孔(60)，保证将可燃气体和空气或由可燃气体和空气组成的混合物分配给不同的至少部分可彼此独立地加热的轴向区。
17.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，反应温度或滚筒温度通过可燃气体/空气的质量流量比(化学计量法)调整。
18.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，保证超化学计量地燃烧或与过量的氧气燃烧。
19.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为燃料使用氢气。
20.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为燃料使用重整产品或一种从天然气获得的富氢气体。
21.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为催化剂使用至少一种贵金属，尤其如铂、钯、铑和/或类似的金属。
22.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，优选地通过体积流量测量装置(30)和相应的调整阀(28)来调整可燃气体质量流量。
23.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，优选地通过可燃气体传感器(32)和相应的调整阀(28)来调整空气内的可燃气体浓度。
24.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征在于，优选地通过滚筒温度测量装置和相应的调整阀来调整滚筒温度。
25.按照权利要求22至24之一所述的方法，其特征在于，所述各自的调整至少部分逐区地进行。
26.一种可加热的用于制造和/或精整料幅、尤其纸幅或卡纸幅的滚筒(10)，其特征在于加热所需的热量至少部分通过燃料与空气或氧气在所述滚筒(10)内的催化燃烧产生。
27.按照权利要求26所述的滚筒，其特征在于，所述滚筒同时按催化燃烧器的方式设计。
28.按照权利要求26或27所述的滚筒，其特征在于，所述滚筒具有用催化剂涂层的内部传热面(12)。
29.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，所述滚筒具有至少一个充填催化剂载体或设有催化表面的内腔。
30.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，作为燃料采用一种可燃气体。
31.按照权利要求30所述的滚筒，其特征在于，为了在催化剂上发生放热反应，可向所述滚筒输入一种由可燃气体与空气组成的混合物，该混合物的混合比优选地是可调的。
32.按照权利要求31所述的滚筒，其特征在于，将由可燃气体与空气组成的混合物输入到所述滚筒(10)的周缘孔(36)中，以及在这些周缘孔(36)内进行放热反应。
33.按照权利要求32所述的滚筒，其特征在于，热气体从所述周缘孔(36)经径向通道(38)输入滚筒表面附近与通道(40)贯通的环形区(42)。
34.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，将由可燃气体与空气组成的混合物通过至少一个旋转导入装置输入滚筒(10)。
35.按照权利要求26至31之一所述的滚筒，其特征在于，放热反应在滚筒表面附近与通道贯通的环形区(44)内进行，可燃气体优选地通过滚筒(10)的周缘孔(46)和从这些周缘孔出发的径向通道(48)以及空气优选地通过滚筒中心孔(50)和从该中心孔出发的径向通道(52)输入所述的环形区内。
36.按照权利要求35所述的滚筒，其特征在于，可燃气体或空气通过至少一个旋转导入装置输入所述滚筒(10)内。
37.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，所述滚筒(10)沿滚筒轴线的方向观察可逐区加热，在这种情况下不同的区至少部分可以彼此独立地加热。
38.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，所述滚筒包括一个防旋转的滚筒芯(54)和一个绕该滚筒芯(54)旋转的滚筒套(56)，以及放热反应在滚筒芯(54)的表面区域内或在可旋转的滚筒套(56)与通道贯通的环形区内进行。
39.按照权利要求38所述的滚筒，其特征在于，放热反应在设在滚筒芯(54)表面的通道结构的区域内进行。
40.按照权利要求38或39所述的滚筒，其特征在于，滚筒芯(54)的表面或设在它上面的通道结构至少部分有催化剂涂层。
41.按照权利要求38至40之一所述的滚筒，其特征在于，所述滚筒通过密封件(58)和多个汇入到通道结构内的输送通道或通孔(60)，保证将可燃气体和空气或由可燃气体和空气组成的混合物分配给不同的至少部分可彼此独立地加热的轴向区。
42.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，反应温度或滚筒温度通过可燃气体/空气的质量流量比(化学计量法)来调整。
43.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，进行超化学计量的燃烧或与过量氧气燃烧。
44.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，作为燃料采用氢气。
45.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，作为燃料使用重整产品或一种从天然气获得的富氢气体。
46.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，作为催化剂采用至少一种贵金属，尤其如铂、钯、铑和/或类似的金属。
47.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，可燃气体质量流量是可调的，为此优选地采用体积流量测量装置(30)和相应的调整阀(28)。
48.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，空气内的可燃气体浓度是可调的，为此优选地采用可燃气体传感器(32)和相应的调整阀(28)。
49.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，滚筒温度是可调的，为此优选地采用滚筒温度测量装置和相应的调整阀。
50.按照权利要求47至49之一所述的滚筒，其特征在于，所述各自的调整至少部分逐区进行。
51.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，设在滚筒芯(54)的表面上的通道结构至少部分通过腐蚀造成。
52.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，设在滚筒芯(54)的表面上的通道结构至少部分通过铣削造成。
53.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，催化剂涂层通过吹涂、浸涂或喷涂造成。
54.按照前列诸权利要求之一所述的滚筒，其特征在于，滚筒套(56)热压配合在滚筒芯(54)上和/或与之钎焊。
全文摘要
本发明涉及一种加热用于制造和/或精整料幅、尤其纸幅或卡纸幅的滚筒的方法，按此方法为加热滚筒所需的热量至少部分在滚筒内产生，为此在滚筒内至少局部保证燃料与空气或氧气催化燃烧。此外，本发明还涉及一种相应的可加热的滚筒。
文档编号F16C13/00GK1922362SQ200580004493
公开日2007年2月28日 申请日期2005年1月21日 优先权日2004年2月10日
发明者费边·多林 申请人:沃依特制纸专利有限责任公司