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WO2016166335A2 - Heizvorrichtung und heizverfahren - Google Patents

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WO2016166335A2
WO2016166335A2 PCT/EP2016/058433 EP2016058433W WO2016166335A2 WO 2016166335 A2 WO2016166335 A2 WO 2016166335A2 EP 2016058433 W EP2016058433 W EP 2016058433W WO 2016166335 A2 WO2016166335 A2 WO 2016166335A2
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WO
WIPO (PCT)
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exhaust gas
heating device
heated
combustion chamber
chamber
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2016/058433
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English (en)
French (fr)
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WO2016166335A8 (de
WO2016166335A3 (de
Inventor
Markus Stehle
Christian Schilling
Franz Hepp
Tobias BEIß
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Original Assignee
Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of WO2016166335A3 publication Critical patent/WO2016166335A3/de
Publication of WO2016166335A8 publication Critical patent/WO2016166335A8/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14064—Burner heads of non circular shape

Definitions

  • the present invention relates to a heating device and a heating method, for example for heating thermoplastics.
  • the heating device and / or the heating method can be used for welding plastic parts.
  • Such heaters and heating methods are known for example from DE 10 2007 026 163 AI or DE 10 2010 007 317 AI.
  • the present invention has for its object to provide a heating device, which is simple and allows an optimized heating result.
  • a heating device for heating an object comprising:
  • a burner device comprising a combustion chamber, wherein in the combustion chamber by means of chemical reaction of fuel and oxidant heated exhaust gas can be provided;
  • a flow device by means of which the exhaust gas can be fed to a region of the object to be heated.
  • a region of the object to be heated is preferably a part of the object, for example an edge or a predetermined surface.
  • the object is only partially, partially, linearly or selectively heated by means of the heating device.
  • the object is completely, in particular uniformly, heated by means of the heating device.
  • a shape of the combustion chamber at least approximately corresponds to a shape of the region of the object to be heated. This can be provided in particular when the region of the object to be heated is flat and substantially perpendicular to a flow direction of the exhaust gas.
  • an edge region of the object is to be heated by means of the heating device.
  • the combustion chamber then preferably has a shape corresponding to the edge region.
  • a shape of the combustion chamber is preferably understood to mean a cross-sectional shape with respect to a sectional plane taken substantially perpendicular to a flow direction of the exhaust gas.
  • the combustion chamber of the burner device is preferably that space in which the fuel and the oxidizer react with one another, in particular in a normal operation of the heating device.
  • the combustion chamber is that space in which at least about 80%, preferably at least about 90%, for example at least about 95%, of the fuel supplied to the burner device is chemically converted.
  • the burner device may, for example, comprise a feed distributor space.
  • the feed distributor space is a space through which the fuel and / or the oxidizer are passed, in order ultimately to be supplied to the combustion chamber.
  • One or more supply lines for supplying fuel, for supplying oxidizer and / or for supplying a mixture of fuel and oxidizer preferably adjoin the feed distributor space.
  • the Zugarverteilerraum can serve, for example, the mixing of the supplied fuel with the supplied oxidizer, so that the mixture of - -
  • Fuel and oxidizer preferably uniformly and homogeneously can be fed to the combustion chamber.
  • the feed distributor space serves for spatially uniform feeding of the mixture of fuel and oxidizer to the combustion chamber.
  • the feed distributor space is adjacent to the combustion chamber in a planar manner and is fluid-effectively connected to the combustion chamber, for example by means of a multiplicity of fluid connections, for example passage openings in a separating plate.
  • the check-back space preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the combustion chamber and / or the feed distributor space.
  • the shape of the feed distributor space corresponds at least approximately to a shape of the region of the object to be heated.
  • the shape of the feed distributor space is preferably a cross-sectional shape of the feed distributor space with respect to a plane extending perpendicular to the flow direction of the exhaust gas.
  • the flow direction of the exhaust gas is preferably that direction in which a main mass flow of the exhaust gas flows out of the combustion chamber and / or out of the flow device.
  • the flow direction of the exhaust gas is that direction in which one or more of the following components are arranged consecutively: - a feeder distribution room,
  • the burner device comprises an exhaust gas distribution space.
  • An exhaust gas distribution chamber is preferably a space to which exhaust gas (combustion exhaust gas) can be supplied from the combustion chamber in order to distribute this exhaust gas uniformly or selectively to an application device.
  • the exhaust gas distribution chamber preferably has a shape which at least approximately corresponds to a shape of the area of the object to be heated.
  • the shape of the exhaust gas distribution chamber is in particular a cross-sectional shape of a cross section through the exhaust gas distribution chamber with respect to a plane perpendicular to a flow direction of the exhaust gas.
  • the exhaust gas distribution chamber directly adjacent to the combustion chamber is separated from the combustion chamber.
  • a homogenization chamber of the heating device is arranged between the combustion chamber and the exhaust gas distribution chamber.
  • a homogenization chamber of the heating device serves, in particular, for equalization and homogenization of the exhaust gas.
  • An exhaust gas flow with essentially constant properties can be achieved by flowing through the homogenizing chamber, in particular no or only slight fluctuations in the residual fuel content, the temperature and / or the pressure.
  • the homogenization chamber is in particular directly adjacent to the combustion chamber, for example separated from the combustion chamber only by means of a partition plate provided with passages.
  • the homogenization space is preferably directly adjacent to the exhaust-gas distribution chamber, for example separated from the exhaust-gas distribution chamber by means of a partition plate provided with through-openings and / or a throttle device.
  • the homogenization space preferably has a shape which at least approximately corresponds to a shape of the area of the object to be heated.
  • the shape of the homogenization space is in particular a cross-sectional shape of the homogenization space with respect to a plane perpendicular to the flow direction of the exhaust gas.
  • both the feed distribution chamber, the combustion chamber and the exhaust gas distribution chamber and optionally also a homogenization space and / or a flashback space of the heating device have at least approximately the same shape, in particular cross-sectional shape.
  • the feed distributor chamber, the combustion chamber, the exhaust gas distributor chamber and optionally also a homogenization chamber and / or a flashback chamber of the heating device have mutually aligned lateral boundary walls.
  • cross-sectional shapes of the feed distributor chamber, the flashback chamber, the combustion chamber, the exhaust gas distributor chamber and / or the homogenization chamber are preferably substantially congruent, in particular at least approximately identically to one another by parallel displacement along the flow direction of the exhaust gas.
  • a region of the object to be heated is height profiled.
  • a cross-sectional shape of the combustion chamber taken perpendicular to a flow direction of the exhaust gas preferably corresponds at least in sections and at least approximately to a shape which the region of the object to be heated has, when the region of the object to be heated projects along the flow direction into a plane perpendicular to the flow direction of the exhaust gas becomes .
  • the burner device comprises a feed distributor space whose cross-sectional shape taken perpendicular to a flow direction of the exhaust gas corresponds at least in sections and at least approximately to a shape which the region of the object to be heated has, if the region of the object to be heated is longitudinal the flow direction is projected in a direction perpendicular to the flow direction of the exhaust gas plane.
  • the burner device comprises a homogenization chamber whose cross-sectional shape taken perpendicular to a flow direction of the exhaust gas at least in sections and at least approximately corresponds to a shape that the region of the object to be heated has, if the - - Heated portion of the object along the flow direction is projected in a plane perpendicular to the flow direction of the exhaust gas plane.
  • the burner device comprises an exhaust gas distribution chamber whose cross-sectional shape taken perpendicular to a flow direction of the exhaust gas at least in sections and at least approximately corresponds to a shape which the region of the object to be heated has, if the region of the object to be heated along the flow direction in a direction perpendicular to the flow direction of the exhaust gas plane is projected.
  • the exhaust gas distribution chamber, the flashback space, the combustion chamber, the homogenization chamber, the exhaust gas distribution chamber and / or the area to be heated of the object at least partially and at least approximately the same shape, when all rooms and the area along the flow direction of the exhaust gas in a direction perpendicular to the flow direction projected plane of the exhaust gas can be projected.
  • a main extension direction of the feed distribution space, the flashback space, the combustion chamber, the exhaust gas distribution space and / or the homogenization space is preferably in each case in a direction perpendicular to the flow direction of the exhaust gas plane.
  • the feed distributor space, the flashback space, the combustion space, the homogenization space and / or the waste gas distribution space are substantially annular, wherein a respective central center axis is preferably aligned substantially parallel to the flow direction of the waste gas.
  • a projection of the region of the object to be heated counter to a flow direction of the exhaust gas at least approximately completely through the exhaust gas distribution chamber, the homogenization chamber, the combustion chamber, the flashback - - and / or the Zugarverteilerraum runs. This is to be understood in particular as meaning that a projection of the region of the object to be heated counter to a flow direction of the exhaust gas does not flow laterally, that is to say perpendicular to the flow direction, via the exhaust gas distribution chamber
  • the area of space which is swept by the area of the object to be heated during (imaginary) displacement thereof opposite to the flow direction preferably crosses the exhaust distributor space, the homogenization space, the combustion space, the flashback space and / or the feed distributor space in such a way that the swept area in the region of the exhaust manifold, the Homogenisierraums, the combustion chamber, the flashback and / or Zuzhouverteilerraums at least approximately completely, in particular at least about 70%, for example at least about 90%, preferably 100%, within the exhaust manifold, within the Homogenisierraums, within the combustion chamber, within the flashback or within the Zuzhouverteilerraums lies.
  • the base surface of the hollow cylinder has a shape which corresponds at least approximately to a shape that the area of the object to be heated has, when the region of the object to be heated is projected along the flow direction into a plane perpendicular to the flow direction of the exhaust gas.
  • a feed distribution chamber of the heating device on the one hand and the combustion chamber or a flashback chamber on the other hand are preferably by means of a return - -
  • Impact protection to avoid a flashback in particular by means of a flashback, and / or separated by a flow plate and / or by means of a flame-limiting plate.
  • a flow plate is preferably formed of a nonwoven material, a sintered metal, a woven material, a metal foam or other permeable material.
  • a flow plate is preferably a plate of an open-pored or provided with a plurality of flow passages material to understand.
  • a flow plate can thus be flowed through in particular by the mixture of fuel and oxidizer.
  • the flow plate is formed of a non-combustible material.
  • the flow plate is used for flame anchoring.
  • a non-return device for preventing a flashback and / or a flow plate and / or a flame-limiting plate are preferably a separating plate between the Zu technologicalverteilerraum and / or the non-return space and / or the combustion chamber, which at least locally causes an increase in the flow rate of the supplied mixture of fuel and oxidizer such in that the flow velocity is higher than the flame velocity.
  • a flame limiting plate is preferably a partition plate between the feed distribution space or the flashback space on the one hand and the combustion chamber on the other.
  • the flame-limiting plate preferably has a passage opening (recess) which at least approximately has the shape of the combustion space and / or the feed distributor space.
  • the passage opening (recess) of the flame arrester In particular in a thickness direction running perpendicular to the flow direction of the exhaust gas, the passage opening (recess) of the flame arrester
  • - tion plate preferably formed narrower than the combustion chamber, the flashback and / or the Zugarverteilerraum.
  • the homogenizing chamber and the combustion chamber are separated from one another by means of a separating plate, which is provided in particular with a multiplicity of passage openings, for example bores.
  • the homogenization chamber and the exhaust gas distribution chamber are separated from each other by means of a partition plate, which is provided in particular with a multiplicity of passage openings, for example bores.
  • the combustion chamber or the homogenization chamber on the one hand and an exhaust gas distribution chamber of the heating device on the other hand are preferably separated from one another by means of a throttle device.
  • the heating device comprises a throttle device for varying an exhaust gas volume flow of the exhaust gas to be supplied to the region of the object to be heated.
  • the throttling device may, for example, be the throttle device arranged between the combustion chamber or the homogenizing chamber on the one hand and the exhaust gas distributor chamber on the other hand, or a throttle device different therefrom.
  • a throttle device comprises one or more throttle elements.
  • one or more throttle elements between the combustion chamber or a homogenization of the heater on the one hand and an exhaust manifold of the heater on the other hand are arranged.
  • the throttle device comprises a plurality of throttle elements arranged in a throttle plate, for example throttle valves, which are arranged distributed in particular following a shape of the combustion chamber, of the homogenization space and / or of the exhaust distributor space.
  • a throttle element may be formed, for example, by a screwable into the throttle plate screw. By screwing the screw element into the throttle plate at different distances, preferably a variation of the flow cross section and thus the throttling of the exhaust gas flow can be achieved.
  • Combustion chamber a flashback space, a Zuzhouverteilerraum, a homogenization chamber and / or an exhaust gas distribution chamber are formed annularly closed.
  • combustion chamber a flashback space, a feed distributor space, a homogenization space and / or an exhaust distribution space of the heating device are each designed to be continuous, ie in each case formed by a single annular, uninterrupted space.
  • the combustion chamber, a flashback space, the feed distributor space, the homogenization space and / or the exhaust distribution space of the heating device is provided with one or more partitions, which divide the respective space into different space segments, in particular in a direction perpendicular to the flow direction.
  • the dividing walls can be designed to be continuous along the direction of flow, so that the different space segments are not connected to one another in a fluid-efficient manner, in particular. - -
  • one or more partition walls extend with respect to the flow direction of the exhaust gas only over a part of the respective space, so that a fluid-effective connection between two adjacent space segments is maintained.
  • annularly continuous space can thereby be formed, which, in particular with respect to the flow direction of the exhaust gas downstream, is divided into a plurality of space segments by means of one or more partitions.
  • combustion chamber a flashback space, a feed distributor space, a homogenization space and / or an exhaust gas distribution space of the heating device are segmented.
  • partition walls extending parallel to the flow direction of the exhaust gas are provided for this purpose.
  • the combustion chamber, the flashback space, the feed distributor space, the homogenization space and / or the exhaust gas distribution space are thus subdivided into separate segments, in particular in a direction perpendicular to the flow direction.
  • the combustion chamber, the flashback space, the feed distributor space, the homogenization space and / or the exhaust gas distributor space of the heating device are segmented in a circumferential direction with respect to a flow direction of the exhaust gas.
  • combustion chamber segments of the combustion chamber flashback segments of the flashback chamber, feed distributor chamber segments of the feed distributor chamber, homogenization chamber segments of the homogenization chamber and / or exhaust distributor chamber segments of the exhaust distributor chamber are preferably formed. - -
  • the respective space segments are in particular in a circumferential direction adjacent segments, which together form the entire space, in particular a ring-shaped space.
  • combustion chamber is segmented and if each combustion chamber segment is assigned an ignition device of the heating device for igniting a combustible gas mixture of fuel and oxidizer.
  • An ignition device is in particular a spark plug.
  • combustion chamber may comprise fluid-effectively directly connected combustion chamber segments, wherein due to the fluid-effective connection, a flame arranged in a combustion chamber segment can spread to at least one further combustion chamber segment, in particular to all other combustion chamber segments.
  • a single ignition device in a single combustion chamber segment for igniting the gas mixture in all combustion chamber segments may be sufficient.
  • a Zuzhouverteilerraum the heater, a flashback of the heater, the combustion chamber, a homogenization of the heater and / or an exhaust manifold of the heater are arranged together in a base body of the heater and / or formed.
  • the main body of the heating device preferably has a layer structure.
  • the main body comprises a plurality of recesses and / or with openings provided plates, wherein the recesses and / or the passage openings the feed distribution chamber of the heater, the non-return space of the heater - -
  • Further plates or layers of the main body preferably form partition plates for separating the spaces from each other.
  • the plurality of layers and / or plates of the base body connected to each other, in particular screwed, jammed or welded, are.
  • a seal to the outside preferably results from the connection, in particular a clamping connection or welded connection.
  • the heating device comprises an application device for applying the exhaust gas to the area of the object to be heated.
  • the exhaust gas provided (generated) in the combustion chamber can be directed to the region of the object to be heated.
  • the application device comprises a plurality of application tubes, which in particular have a shape of the one to be heated
  • An application tube is in particular a hollow cylinder whose length exceeds the inner diameter by preferably at least approximately three times, preferably at least approximately five times, for example at least approximately ten times.
  • the application tubes are formed from a metallic material. - -
  • the application device is preferably adapted to the three-dimensional shape of the area of the object to be heated.
  • the application device comprises an application plate on which the application tubes are arranged.
  • the plate is preferably flat and flat and constitutes a boundary of the exhaust gas distribution chamber in the flow direction of the exhaust gas.
  • the application tubes may have different lengths and thereby the application device is adapted to the three-dimensional shape of the area of the object to be heated.
  • the lengths of the application tubes are selected so that in the position of the object in which the region of the object to be heated is to be heated, a distance between the end of the respective application tube facing the object and the region to be heated at most is about 10 mm, for example at most about 5 mm, in particular at most about 3 mm, and / or at least about 0.5 mm, for example at least about 1 mm, in particular at least about 2 mm.
  • the application tubes preferably have different straight and / or beveled ends, so that preferably the ends themselves have a shape adapted to the local contour of the region to be heated.
  • application tubes with different inner diameters can be provided. - -
  • all application tubes are arranged and / or aligned parallel to one another.
  • the application tubes are arranged at different distances from each other.
  • the distances of the application tubes from one another are preferably smaller when the exhaust gas applied by means of the respective application tubes impinges on the region of the object to be heated at a more acute angle, and larger when the exhaust gas applied by means of the respective application tubes is at a blunt angle to the region to be heated of the object.
  • a uniform flow of the area to be heated with exhaust gas can preferably be achieved in order to ultimately ensure a uniform heating of the area to be heated.
  • the application device is preferably part of the flow device.
  • the application device comprises a plurality of application tubes, which are fixed to a common application plate, wherein the application plate preferably limits the exhaust gas distribution chamber in the flow direction of the exhaust gas and / or is part of the main body of the heating device.
  • the heating device comprises an application device for applying the exhaust gas to the area of the object to be heated, wherein the application device comprises a plurality of application tubes, the heating device being a throttle device for varying an exhaust gas volume flow of the region of the object to be heated comprising, the throttle device comprises a plurality of throttle elements, wherein in each case one or more throttle elements are each associated with one or more application tubes.
  • the one or more throttle elements may preferably be a targeted exhaust gas supply to one or more application tubes are made possible to ultimately preferably to ensure a uniform flow of the heated region of the object with exhaust gas.
  • the present invention further relates to a heating method for heating an object.
  • the invention is in this respect the task of providing a heating method, by means of which an optimized heating result can be achieved.
  • This object is achieved by a heating method for heating an object, wherein fuel and oxidizer a heater, in particular a heater according to the invention, are supplied, wherein in the combustion chamber of the burner device of the heater exhaust gas is generated, which via the flow device of the burner device to be heated area the object is supplied.
  • the mixture of fuel and oxidizer is converted into exhaust gas adapted to a shape and / or contour of the region of the object to be heated by means of the burner segments.
  • the generated exhaust gas is supplied to the region of the object to be heated by means of the burner segments.
  • the exhaust gas streams generated by means of a plurality of burner segments of the burner device are preferably supplied with different volume flows to different application tubes of an application device of the heating device and applied to the region of the object to be heated by means of these application tubes.
  • the heating method according to the invention preferably also has one or more of the features and / or advantages described in connection with the heating device and / or heating system according to the invention.
  • the heating device according to the invention may preferably have one or more of the features and / or advantages described in connection with the heating method according to the invention.
  • the heating system according to the invention preferably also has one or more features and / or advantages which are described in connection with the heating device according to the invention and / or the heating method according to the invention.
  • the heating device comprises a gas feed for supplying fuel and / or oxidizer to the burner device.
  • the gas supply preferably comprises a mixing device for mixing the fuel with the oxidizer, in particular for providing a combustible mixture of fuel and oxidizer.
  • the gas supply comprises a distributor device with one or more distributor valves. - -
  • one or more distribution valves of the gas supply is preferably the Zuzhouverteilerraum fuel and / or oxidizer and / or a mixture of fuel and oxidizer supplied.
  • fuel and / or oxidizer and / or a mixture of fuel and oxidizer can be fed to the feed distributor space separated from one another by means of a plurality of distributor valves of the gas feed.
  • the distribution valves can thus preferably be influenced selectively, which volume flow of the mixture of fuel and oxidant via the Zunaturalverteilerraumsegmente the associated
  • feed distributor space a flashback space
  • combustion space the homogenization space and / or the exhaust gas distribution space
  • exhaust gas distribution space it may be favorable if the feed distributor space, a flashback space, the combustion space, the homogenization space and / or the exhaust gas distribution space are essentially identically segmented, so that in particular in the
  • Flow direction of the exhaust gas sequential space segments have at least approximately the same cross-sectional area and / or cross-sectional shape.
  • the exhaust gas volume flow in the individual exhaust gas distribution chamber segments can thus be adjusted selectively in order ultimately to influence the exhaust gas application in segments, in particular for uniform Heating or targeted local different heating of the heated area of the object.
  • the gas supply preferably comprises a mixing device, which is arranged in particular upstream or downstream of the one or more distribution valves.
  • the mixing device serves to provide a combustible mixture of fuel and oxidizer.
  • one or more flashback fuses are provided in the gas supply, in particular upstream or downstream of the one or more distribution valves.
  • the gas supply comprises one or more non-return valves.
  • one or more distribution valves may each comprise one or more check valves.
  • the burner device preferably comprises a plurality of ignition devices, in particular spark plugs, which protrude in particular into the combustion chamber, preferably into different combustion chamber segments of the combustion chamber.
  • a space in particular a feed distributor space, a flashback space, the combustion space, a homogenization space and / or an exhaust gas distribution space, is divided into three, four, six, eight or more than eight space segments.
  • a supply distributor space segment Preferably, along the flow direction of the exhaust gas, a supply distributor space segment, a check chamber segment, a combustion chamber segment, a homogenization space segment and / or an exhaust gas distribution chamber segment are arranged successively, which together form a burner segment.
  • the burner device is formed from a plurality of burner segments, wherein the burner segments are arranged in particular annular.
  • one, two or three rooms are not segmented, while the three others, the two others or the other room are correspondingly segmented.
  • combustible gas in particular natural gas, methane, ethane, propane, butane, etc., may be provided as fuel for the burner device.
  • natural gas methane, ethane, propane, butane, etc.
  • air is used as the oxidizer.
  • the heater is in particular part of a heating system.
  • the heating system comprises two heating devices which are in particular substantially mirror-symmetrical to one another with respect to a plane extending substantially perpendicular to the flow direction of the exhaust gas, in particular a transverse center plane of the heating system.
  • exhaust gas generated by the two heaters can be applied in opposite and / or opposite flow directions.
  • These two heating devices can be introduced, in particular, between two objects to be connected to one another in order to heat the two objects to be connected to one another at least locally and to connect them together by subsequent compression.
  • the heating system is thus in particular a welding system for plastic welding.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a heating device designed as a welding device, which comprises two heating devices;
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of a gas supply of a heating device of the heating system from FIG. 1;
  • Fig. 3 is an enlarged view of the area III in Fig. 1; a schematic section through a burner device and a flow device of an alternative embodiment of a heating device;
  • Fig. 5 is a schematic perspective view of a base portion of a burner apparatus
  • Fig. 6 is a schematic plan view of an alternative embodiment of a base portion of a burner apparatus
  • FIG. 7 shows a schematic perspective illustration of a dividing wall for dividing a feed distributor space into a plurality of feed distributor space segments
  • Fig. 8 is a schematic perspective view of a partition plate of a burner apparatus
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of a base portion of a burner apparatus, wherein a partition plate and a spacer plate are disposed on the base portion;
  • FIG. 10 is a schematic representation corresponding to FIG. 9 of the component composite from FIG. 9, wherein additionally a flow plate and a flame-limiting plate are provided;
  • Fig. 11 is an enlarged view of the area XI in Fig. 10;
  • FIG. 12 shows a schematic perspective view corresponding to FIG. 10
  • FIG. 13 is a schematic perspective view of a throttle plate of a throttle device of a combustor
  • Fig. 14 is an enlarged view of the area XIV in Fig. 13;
  • Fig. 15 is a schematic perspective corresponding to FIG. 12
  • FIG. 16 shows a schematic perspective view of an application device of a flow device of a heating device, in which a flow plate and a plurality of substantially identical application tubes are provided;
  • Fig. 17 is a schematic perspective view of a means of
  • Heating device partially heated object
  • Fig. 18 is a schematic side view of an alternative embodiment of an application device, in which application tubes are provided with different lengths and with different lateral distances from each other.
  • the Fig. 1 shows a schematic section through an embodiment of a heating system designated as a whole as 100.
  • the heating system 100 serves, for example, for heating objects 102. - -
  • regions 104 of one or more objects 102 to be heated are preferably heatable.
  • the heating system 100 is designed, for example, as a welding device 106 for welding plastic components.
  • the plastic components are then the objects 102.
  • the heating system 100 comprises two heating devices 108, which are arranged and / or formed substantially mirror-symmetrically with respect to a transverse center plane 110 of the heating system 100.
  • heating devices 108 By means of the heating devices 108, it is possible, in particular, to heat regions 104 of two objects 102 that are substantially complementary to one another in order to bring these two objects 102 together after heating and thus to join them in a materially bonded manner.
  • the further heating device 108 is preferably constructed substantially identical or mirror-symmetrically thereto.
  • a heater 108 preferably includes a burner device 112 for providing heated exhaust gas (hot exhaust gas).
  • the heating device 108 comprises a flow device 114, by means of which the exhaust gas can be fed to the region 104 of an object 102 to be heated. - -
  • each heater 108 includes a gas supply 116.
  • Each gas supply 116 preferably includes a mixing device 118 for mixing fuel and oxidizer and thus providing a combustible mixture of fuel and oxidizer.
  • each gas supply 116 includes one or more distribution valves 120 and one or more supply lines 122.
  • the mixing device 118 may be located upstream or downstream of the one or more distribution valves 120.
  • the mixing device 118 is arranged upstream of a plurality of distribution valves 120 of the gas supply 116.
  • the mixture of fuel and oxidizer generated in the mixing device 118 can be supplied to a plurality of feed lines 122 of the gas feed 116 and, with this, finally to the burner device 112.
  • the gas supply 116 may include one or more flashbacks 124, such as one or more flashback cartridges 126. These non-return valves 124 are arranged, for example, downstream of each distributor valve 120, in order to prevent damage to the distributor valves 120 in the event of a flashback.
  • the heating device 108 preferably comprises a main body 128 in which the burner device 112 is arranged and / or formed (see FIGS. 3 and 4). - -
  • the main body 128 is formed, for example, as a stack of a plurality of plates, in particular metal plates. In particular, it can be provided that the base body 128 is substantially cuboid.
  • a plurality of spaces of the burner device 112 are formed within the main body 128.
  • FIGS. 3 and 4 show different embodiments of a heater 108 and serve to further explain in detail the structure and operation of the heater 108.
  • the burner device 112 preferably comprises a feed distributor space 130, to which the mixture of fuel and oxidizer can be supplied by means of the feed lines 122 of the gas feed 116.
  • the Zu manufacturedverteilerraum 130 and the check-chamber 132 are preferably separated from each other by means of a non-return valve 124.
  • the non-return guard 124 is, for example, a partition plate 134, which is preferably provided with a plurality of passage openings 136.
  • the passage openings 136 are in particular dimensioned such that a flow velocity of the flowing mixture of fuel and oxidizer during normal operation of the heater 108 is at least locally greater than the flame propagation speed, in particular to avoid an undesirable flashback from the flashback chamber 132 in the Zugarverteilerraum 130. - -
  • a combustion chamber 138 of the burner device 112 Adjoining the flashback chamber 132, a combustion chamber 138 of the burner device 112 is provided.
  • the combustion chamber 138 and the flashback chamber 132 are preferably separated from one another by means of a flow plate 140 and by means of a flame-limiting plate 142.
  • the flow plate 140 is formed, for example, as a metallic fleece (fuel fleece), as a sintered plate or as an other material-flow-through element.
  • the flow plate 140 is formed of a non-combustible material.
  • the flame-limiting plate 142 preferably includes a recess 144.
  • the flame-limiting plate 142 is preferably a
  • Burner device 112 further includes one or more igniters 146, such as one or more spark plugs 148. Ignition devices 146 preferably protrude into combustion chamber 138 to ignite the fuel and oxidant mixture disposed therein.
  • a heating device 108 differ in particular from each other that in the in Fig. In fig. 4, downstream of the combustion chamber 138, a homogenization chamber 150 of the burner device 112 is provided and separated from the combustion chamber 138 by means of a partition plate 134.
  • Heating device 108 are preferably achieved by extended configuration of the combustion chamber 138.
  • the exhaust gas produced in the combustion chamber 138 can thus be supplied to the exhaust gas distribution chamber 152 with a separate homogenization chamber 150 or without such.
  • the combustion space 138 or the homogenization space 150 on the one hand and the exhaust gas distribution space 152 on the other hand are separated from one another by means of a throttling device 154.
  • the throttle device 154 comprises in particular a throttle plate 156, in which in particular one or more, in particular adjustable, throttle elements 158 are arranged.
  • the throttle elements 158 are, in particular, screw elements or other adjustable elements which, for example by means of a closure cone, a closure needle, one or more cover elements, diaphragm elements or the like, allow a variation of a flow cross section of passage openings 136 arranged in the throttle plate 156.
  • an exhaust gas volume flow which is supplied to the exhaust gas distribution chamber 152, can be set locally variably.
  • the heating device 108 further comprises an application device 160.
  • the exhaust gas generated by means of the burner device 112 can be applied to the region 104 of an object 102 to be heated. - -
  • the application device 160 comprises in particular a plurality of application tubes 162, via which the exhaust gas can be selectively supplied to the region 104 of the object 102 to be heated.
  • the application tubes 162 are in particular fixed to an application plate 164 of the application device 160, for example, screwed tight and / or welded.
  • the application plate 164 is preferably part of the main body 128. In particular, the application plate 164 serves to limit the exhaust distributor space 152.
  • the application tubes 162 adjoin the exhaust manifold 152 at one end. The further end of the application tubes 162 faces the region 104 of the object 102 to be heated. In a state of the heater 108 in which the heated portion 104 of the object 102 is heated, a distance between the ends of the application tubes 162 and the portion 104 of the object 102 to be heated is preferably between about 2 mm and about 5 mm.
  • the application tubes 162 are preferably elongated, with a length L preferably exceeding an inner diameter I by at least about three times, for example at least about ten times.
  • the burner device 112 may be formed unsegmentiert, so that the functionally different spaces are not subdivided and thus formed consistently.
  • the burner device 112 is formed at least partially segmented. At least individual rooms 130, 132, 138, 150, 152 of the burner apparatus 112 are then preferred - - segmented, that is divided into different subspaces (segments). The segments are in particular fluidically separated from each other.
  • the entire burner device 112 may thus be formed, for example, from a plurality of burner segments 166.
  • Each burner segment 166 preferably has a longitudinal section, which essentially corresponds to that shown in FIG. 3 or in Fig. 4 section corresponds.
  • the description of the individual elements of the heating system 100 and / or the heating device 108 preferably relates to a flow direction 168 of a gas passed through the respective heating device 108.
  • the flow direction 168 is in particular a main flow direction of the exhaust gas.
  • This main flow direction is preferably substantially linear.
  • this flow direction 168 is preferably used even in areas in which no exhaust gas still exists.
  • the flow direction 168 may preferably be understood as a main extension direction of the burner device 112.
  • the heater 108 preferably operates as follows:
  • Fuel and oxidizer in particular natural gas and air, are supplied to the feed distributor chamber 130 via the gas feed 116.
  • the mixture of fuel and oxidizer then flows through the separating plate 134, which acts as a non-return valve 124, in the non-return space 132. - -
  • the mixture of fuel and oxidizer flows through the flow plate 140 and through the recess 144 in the flame-limiting plate 142 into the combustion chamber 138.
  • the mixture of fuel and oxidizer is chemically reacted, in particular to form a flame.
  • An initial ignition is preferably carried out by means of the igniter 146th
  • the flame generated during the combustion of the fuel anchors in particular on or on the flow plate 140 in the region of the recess 144 of the flame-limiting plate 142.
  • this can be achieved by a uniform laminar combustion of the fuel.
  • the exhaust gas produced in the combustion chamber 138 is then supplied to the homogenization chamber 150 via a further separating plate 134 where it is homogenized, that is to say in particular mixed, in order to achieve a uniform gas composition and / or temperature of the exhaust gas flow (see FIG. 4).
  • the separation plate 134 and the additional separate homogenization space 150 may also be dispensable (see FIG. 3), especially if the combustion in the region of the flow plate 140 and the flame-limiting plate 142 already produces sufficiently uniform exhaust gas parameters.
  • an exhaust gas volume flow of the exhaust gas flowing into the exhaust gas distributor chamber 152 can be adjusted.
  • the exhaust gas is distributed to one or more application tubes 162 of the application device 160.
  • the exhaust gas then flows through the application tubes 162 and finally strikes the object 102.
  • the heated exhaust gas discharges at least part of its heat to the region 104 of the object 102 to be heated in order to ultimately heat it to a desired temperature.
  • a plurality of sensor elements for example temperature sensors, flow sensors, pressure sensors, etc., may be provided.
  • a targeted control of the distribution valves 120 and / or a targeted adjustment of the throttle elements 158 can then be carried out in order ultimately to achieve a uniform exhaust application for uniform heating of the region 104 to be heated or a specifically locally different exhaust application for locally different heating of the region 104 to be heated of the object 102.
  • the burner device 112 in particular one or more burner segments 166, may, for example, have cuboidal or cylindrical spaces 130, 132, 138, 150, 152.
  • the shape of the feed distribution space 130, the flashback space 132, the combustion space 138, the homogenization space 150 and / or the exhaust gas distribution space 152 is adapted to the shape of the area 104 of the object 102 to be heated. - -
  • the arrangement and configuration of the application tubes 162 is preferably adapted to the shape of the area 104 of the object 102 to be heated.
  • a reliable heating of the area 104 can preferably be ensured, in particular without fear of undesired hotspots and / or cool portions of the area 104 to be heated.
  • the heating device 108 is illustrated using the example of a planar elliptical region 104 to be heated of an object 102. Decisive here, however, is not the concrete shape in this application, but the fact that the burner device 112 and the flow device 114 are adapted to the shape of the area 104 of the object 102 to be heated.
  • the burner device 112 and the flow device 114 are formed following the contour of the region 104 of the object 102 to be heated.
  • a base portion 170 of the burner apparatus 112 is shown.
  • the base portion 170 comprises, for example, a substantially cuboidal base plate 172, which is provided with an elliptical recess 174.
  • This elliptical recess 174 forms, in particular, the supply distributor space 130 of the burner device 112.
  • the supply lines 122 of the gas supply 116 of the heating device 108 can preferably be connected to an underside 176 of the base plate 172. - -
  • the mixture of fuel and oxidizer supplied via the supply lines 122 can be supplied to the feed distributor space 130.
  • a non-segmented supply manifold space 130 is provided.
  • the Zu Switzerlandverteilerraum 130 is thus formed continuously permeable to fluid.
  • a plan view of an alternative embodiment of a base portion 170 shown in FIG. 6 shows a segmented feed manifold space 130.
  • the supply distributor space 130 is provided with several, for example eight, partitions 180, resulting in a plurality, in particular eight, supply distributor space segments 182 of the supply distributor space 130.
  • Each feed distributor space segment 182 is preferably assigned a separate inlet opening 178, so that a desired gas volume flow can be fed to each feed distributor space segment 182 independently of the further feed distributor space segments 182 via the distributor valves 120 of the gas feed system 116.
  • FIG. 7 shows an example of a dividing wall 180, which can be fixed to the base section 170, for example, by means of two lateral projections or holding elements 184.
  • the lateral projections or holding elements 184 can preferably be received in correspondingly formed recesses 185 in the base section 170, in particular screwed.
  • the partitions 180 are thus selectively mountable or removable from the base portion 170. - -
  • Fig. 8 shows a partition plate 134 which is provided with a plurality of passage openings 136.
  • the passage openings 136 are preferably arranged contour-related with respect to the region 104 of the object 102 to be heated in the separating plate 134.
  • the passage openings 136 are thus arranged in an elliptical ring shape.
  • the separating plate 134 can in particular be arranged directly on the base section 170 of the main body 128 of the burner device 112.
  • FIG. 9 can be seen, for example, provided with an elliptical passage opening 186 spacer plate 188 of the body 128 are arranged on the partition plate 134.
  • the spacer plate 188 is also preferably provided with partitions 180 to divide the flashback chamber 132 formed by the spacer plate 188 into a plurality of flashback space segments 190.
  • the dividing walls 180 are arranged along the flow direction 168 on the partitions 180 in the base portion 170, so that the check space segments 190 are fittingly connected to the Zu technologicalverteilerraum- segments 182.
  • the spacing plate 188 is followed, in particular, by the flow plate 140 and, subsequently, by the flame limiting plate 142, which has the recess 144 already described above.
  • the recess 144 is likewise contour-shaped with respect to the region 104 of the object 102 to be heated.
  • an elliptical recess 144 is provided in the flame-limiting plate 142. - -
  • a combustion chamber plate 192 which has a contour-following, in particular elliptical, passage opening 186, preferably follows in FIG.
  • the combustion chamber plate 192 is provided with partitions 180, which are arranged in particular matching the partitions 180 of the spacer plate 188 and the base plate 172.
  • combustion chamber plate 192 By means of the partition walls 180 in the combustion chamber plate 192, in particular a plurality of combustion chamber segments 194 are formed, which adjoin the check-recoil space segments 190 particularly suitably.
  • the combustion chamber plate 192 is further provided with passages 196 for receiving the igniters 146.
  • the individual combustion chamber segments 194 are accessible from outside of the main body 128, in particular in a direction perpendicular to the flow direction 168, so that in particular a respective spark plug 148 can protrude from outside the main body 128 into the respective combustion chamber segment 194.
  • the combustion chamber plate 192 can be provided with a partition plate 134 according to FIG. 8, in particular in order to separate the combustion chamber 138 from the homogenization chamber 150 (see in particular FIG. 4).
  • the homogenizing chamber 150 or optionally also directly the combustion chamber 138 is covered by means of the throttle plate 156 of the throttle device 154 shown in FIG. 13 (see FIG. 15).
  • Throttle plate 156 preferably includes a plurality of tapped holes 198 (see FIG. 14), which are particularly elliptical and contour-following with respect to region 104 of object 102 to be heated.
  • the threaded holes 198 are arranged in particular in an annular closed row.
  • the passage openings 136 are in this case arranged in particular in such a way relative to the threaded bores 198 that throttling elements 158 introduced into the threaded bores 198, depending on the position and orientation of the respective throttle element 158, variably release or close the passage openings 136.
  • throttle elements 158 is thus in particular a free flow cross-section of the throttle plate 156 adjustable.
  • FIG. 16 shows the application device 160, which comprises application tubes 162 which are arranged following the contour, elliptically arranged, in particular in an annularly closed row.
  • the application tubes 162 are fixed to the application plate 164 and in the illustrated embodiment of the application device 160 are all substantially identical. - -
  • a planar elliptical edge region 200 of an oval plastic component 202 can be heated to 5 to 16 component-wise illustrated heating device 108 (see FIG. 17).
  • the contiguous configuration of the entire burner apparatus 112 and the entire flow apparatus 114 can realize a very uniform and locally adaptable gas feed from the feed distributor space 130 to the area 104 of the object 102 to be heated.
  • the heating device 108 Due to the chosen construction of the heating device 108, even in the case of a three-dimensionally contoured region 104 of the object 102 to be heated uniform heating can be ensured, for example by adjusting the segmentation of the spaces 130, 132, 138, 150, 152. Further, the gas flow in the supply manifold space segments 182, check space segments 190, combustion chamber segments 194, homogenizer space segments 204, and / or exhaust manifold space segments 206 may be selectively varied to include different portions of the region 104 of the object 102 to be heated with the heat required to supply.
  • Fig. 18 also shows that the configuration and arrangement of the application tubes 162 can be varied in order to realize an optimum adaptation of the heating device 108 to the region 104 of the object 102 to be heated. - -
  • this can be provided for different Lich long 16 ubation of application pipes 162.
  • the application tubes are net 162 in different ⁇ l cozy intervals Ai, A 2 from one another angeord, depending on whether th e adjacent application tubes 162 of exposing a rather inclined portion to be heated area 104 or a rather straight portion serve the area to be heated 104.
  • an inclined surface to be heated region 104 of the object can in particular be reliably supplied with 102 dersel ben amount of heat perhabilitnein ⁇ standardized as flat surfaces, that is, cozy Wesentl sen Krecht to the flow direction of the exhaust gas 168 aligned surfaces.
  • each operable Brennerseg elements 166 is divided, so that, for example, ment 166 for each Brennerseg also a separate ignition device 146 is provided.
  • a recess can be provided over a height of about 5 mm in the partitions 180 between the combustion chamber segments 194.
  • all the spaces 130, 132, 138, 150, 152 are arranged with respect to their main directions of extension in planes oriented perpendicular to the flow direction 168 of the exhaust gas.
  • a firing surface predetermined by the flow plate 140 and / or the flame-limiting plate 142 also follows a geometry of the region 104 of the object 102 to be heated in the flow direction 168.
  • a heating device 108 preferably one or more of the features described above may be combined as desired.

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Abstract

Um eine Heizvorrichtung, beispielsweise zum Erhitzen von thermoplastischen Kunststoffen, zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist und ein optimiertes Heizergebnis ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die Heizvorrichtung Folgendes umfasst: eine Brennervorrichtung, welche einen Brennraum umfasst, wobei in dem Brennraum durch chemische Umsetzung von Brennstoff und Oxidator erhitztes Abgas bereitstellbar ist; und eine Strömungsvorrichtung, mittels welcher das Abgas einem zu erhitzenden Bereich des Objekts zuführbar ist.

Description

Heizvorrichtung und Heizverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung und ein Heizverfahren, beispielsweise zum Erhitzen von thermoplastischen Kunststoffen. Insbesondere können die Heizvorrichtung und/oder das Heizverfahren zum Verschweißen von Kunststoffteilen genutzt werden.
Derartige Heizvorrichtungen und Heizverfahren sind beispielsweise aus der DE 10 2007 026 163 AI oder aus der DE 10 2010 007 317 AI bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und ein optimiertes Heizergebnis ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heizvorrichtung zum Erhitzen eines Objekts gelöst, wobei die Heizvorrichtung Folgendes umfasst:
eine Brennervorrichtung, welche einen Brennraum umfasst, wobei in dem Brennraum durch chemische Umsetzung von Brennstoff und Oxidator erhitztes Abgas bereitstellbar ist;
eine Strömungsvorrichtung, mittels welcher das Abgas einem zu erhitzenden Bereich des Objekts zuführbar ist.
Ein zu erhitzender Bereich des Objekts ist vorzugsweise ein Teil des Objekts, beispielsweise ein Rand oder eine vorgegebene Fläche.
Vorzugsweise wird das Objekt mittels der Heizvorrichtung lediglich teilweise, abschnittsweise, linienförmig oder punktuell erhitzt.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Objekt mittels der Heizvorrichtung vollständig, insbesondere gleichmäßig vollständig, erhitzt wird . - -
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Form des Brennraums zumindest näherungsweise einer Form des zu erhitzenden Bereichs des Objekts entspricht. Dies kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn der zu erhitzende Bereich des Objekts eben und im Wesentlichen senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Abgases ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Randbereich des Objekts mittels der Heizvorrichtung zu erhitzen ist. Der Brennraum weist dann vorzugsweise eine dem Randbereich entsprechende Form auf.
Unter einer Form des Brennraums ist dabei vorzugsweise eine Querschnittsform bezüglich einer im Wesentlichen senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Abgases genommenen Schnittebene zu verstehen.
Der Brennraum der Brennervorrichtung ist vorzugsweise derjenige Raum, in welchem der Brennstoff und der Oxidator insbesondere in einem Normalbetrieb der Heizvorrichtung miteinander reagieren. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Brennraum derjenige Raum ist, in welchem mindestens ungefähr 80 %, vorzugsweise mindestens ungefähr 90 %, beispielsweise mindestens ungefähr 95 %, des der Brennervorrichtung zugeführten Brennstoffs chemisch umgewandelt wird.
Die Brennervorrichtung kann beispielsweise einen Zuführverteilerraum umfassen. Der Zuführverteilerraum ist insbesondere ein Raum, durch welchen der Brennstoff und/oder der Oxidator hindurchgeführt werden, um letztlich dem Brennraum zugeführt zu werden.
An den Zuführverteilerraum grenzen vorzugsweise eine oder mehrere Zuführleitungen zur Zuführung von Brennstoff, zur Zuführung von Oxidator und/oder zur Zuführung eines Gemisches aus Brennstoff und Oxidator an.
Der Zuführverteilerraum kann beispielsweise der Vermischung des zugeführten Brennstoffs mit dem zugeführten Oxidator dienen, so dass das Gemisch aus - -
Brennstoff und Oxidator vorzugsweise gleichmäßig und homogen dem Brennraum zuführbar ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Zuführverteilerraum einer räumlich gleichmäßigen Zuführung des Gemischs aus Brennstoff und Oxidator zu dem Brennraum dient. Insbesondere kann hierfür vorgesehen sein, dass der Zuführverteilerraum flächig an den Brennraum angrenzt und beispielsweise mittels einer Vielzahl von Fluidverbindungen, beispielsweise Durchtrittsöffnungen in einer Trennplatte, fluidwirksam mit dem Brennraum verbunden ist.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zwischen dem Zuführverteilerraum und dem Brennraum ein Rückschlagraum zur Vermeidung eines Flammenrückschlags aus dem Brennraum in den Zuführverteilerraum angeordnet ist. Der Rückschlagraum weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem Brennraum und/oder dem Zuführverteilerraum beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Günstig kann es sein, wenn die Form des Zuführverteilerraums zumindest näherungsweise einer Form des zu erhitzenden Bereichs des Objekts entspricht.
Die Form des Zuführverteilerraums ist dabei vorzugsweise eine Querschnittsform des Zuführverteilerraums bezüglich einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufenden Ebene.
Die Strömungsrichtung des Abgases ist vorzugsweise diejenige Richtung, in welcher ein Hauptmassenstrom des Abgases aus dem Brennraum und/oder aus der Strömungsvorrichtung herausströmt.
Vorzugsweise ist die Strömungsrichtung des Abgases diejenige Richtung, in welcher einzelne oder mehrere der folgenden Komponenten aufeinanderfolgend angeordnet sind : - - ein Zuführverteilerraum,
ein Rückschlagraum,
ein Brennraum,
ein Homogenisierraum,
ein Abgasverteilerraum und/oder
eine Applikationsvorrichtung der Heizvorrichtung.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Brennervorrichtung einen Abgasverteilerraum umfasst.
Ein Abgasverteilerraum ist vorzugsweise ein Raum, welchem Abgas (Verbrennungsabgas) aus dem Brennraum zuführbar ist, um dieses Abgas gleichmäßig oder gezielt verteilt einer Applikationsvorrichtung zuzuführen.
Der Abgasverteilerraum weist vorzugsweise eine Form auf, welche zumindest näherungsweise einer Form des zu erhitzenden Bereichs des Objekts entspricht.
Die Form des Abgasverteilerraums ist dabei insbesondere eine Querschnittsform eines Querschnitts durch den Abgasverteilerraum bezüglich einer senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Abgases verlaufenden Ebene.
Es kann vorgesehen sein, dass der Abgasverteilerraum direkt an den Brennraum angrenzt, beispielsweise lediglich mittels einer Trennplatte, insbesondere einer mit einer Drosselvorrichtung versehenen Trennplatte, von dem Brennraum getrennt ist.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zwischen dem Brennraum und dem Abgasverteilerraum ein Homogenisierraum der Heizvorrichtung angeordnet ist.
Ein Homogenisierraum der Heizvorrichtung dient insbesondere der Vergleichmäßigung und Homogenisierung des Abgases. Insbesondere kann aufgrund - - des Durchströmens des Homogenisierraums vorzugsweise ein Abgasstrom mit im Wesentlichen kontanten Eigenschaften erzielt werden, insbesondere keine oder lediglich geringe Schwankungen des Restbrennstoffgehalts, der Temperatur und/oder des Drucks.
Der Homogenisierraum ist insbesondere unmittelbar an den Brennraum angrenzend, beispielsweise lediglich mittels einer mit Durchtrittsöffnungen versehenen Trennplatte von dem Brennraum getrennt.
Ferner ist der Homogenisierraum vorzugsweise direkt an den Abgasverteilerraum angrenzend, beispielsweise lediglich mittels einer Trennplatte, die mit Durchtrittsöffnungen und/oder einer Drosselvorrichtung versehen ist, von dem Abgasverteilerraum getrennt.
Der Homogenisierraum weist vorzugsweise eine Form auf, welche zumindest näherungsweise einer Form des zu erhitzenden Bereichs des Objekts entspricht.
Die Form des Homogenisierraums ist dabei insbesondere eine Querschnittsform des Homogenisierraums bezüglich einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufenden Ebene.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sowohl der Zuführverteilerraum, der Brennraum und der Abgasverteilerraum sowie gegebenenfalls auch ein Homogenisierraum und/oder ein Rückschlagraum der Heizvorrichtung zumindest näherungsweise dieselbe Form, insbesondere Querschnittsform, aufweisen.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Zuführverteilerraum, der Brennraum, der Abgasverteilerraum und gegebenenfalls auch ein Homogenisierraum und/oder ein Rückschlagraum der Heizvorrichtung miteinander fluchtende seitliche Begrenzungswandungen aufweisen. - -
Die Querschnittsformen des Zuführverteilerraums, des Rückschlagraums, des Brennraums, des Abgasverteilerraums und/oder des Homogenisierraums sind vorzugsweise im Wesentlichen kongruent, insbesondere durch Parallelverschiebung längs der Strömungsrichtung des Abgases zumindest näherungsweise identisch aufeinander abbildbar.
Es kann vorgesehen sein, dass ein zu erhitzender Bereich des Objekts höhenprofiliert ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zu erhitzende Bereich in einer Position des Objekts, in welcher der zu erhitzende Bereich mittels der Heizvorrichtung zu erhitzen ist, abschnittsweise unterschiedliche Abstände von dem Brennraum aufweist.
Eine senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Abgases genommene Querschnittsform des Brennraums entspricht vorzugsweise zumindest abschnittsweise und zumindest näherungsweise einer Form, welche der zu erhitzende Bereich des Objekts aufweist, wenn der zu erhitzende Bereich des Objekts längs der Strömungsrichtung in eine senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufende Ebene projiziert wird .
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Brennervorrichtung einen Zuführverteilerraum umfasst, dessen senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Abgases genommene Querschnittsform zumindest abschnittsweise und zumindest näherungsweise einer Form entspricht, welche der zu erhitzende Bereich des Objekts aufweist, wenn der zu erhitzende Bereich des Objekts längs der Strömungsrichtung in eine senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufende Ebene projiziert wird.
Ferner kann alternativ oder ergänzend hierzu vorgesehen sein, dass die Brennervorrichtung einen Homogenisierraum umfasst, dessen senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Abgases genommene Querschnittsform zumindest abschnittsweise und zumindest näherungsweise einer Form entspricht, welche der zu erhitzende Bereich des Objekts aufweist, wenn der zu er- - - hitzende Bereich des Objekts längs der Strömungsrichtung in eine senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufende Ebene projiziert wird .
Ferner kann alternativ oder ergänzend hierzu vorgesehen sein, dass die Brennervorrichtung einen Abgasverteilerraum umfasst, dessen senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Abgases genommene Querschnittsform zumindest abschnittsweise und zumindest näherungsweise einer Form entspricht, welche der zu erhitzende Bereich des Objekts aufweist, wenn der zu erhitzende Bereich des Objekts längs der Strömungsrichtung in eine senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufende Ebene projiziert wird .
Vorzugsweise weisen der Abgasverteilerraum, der Rückschlagraum, der Brennraum, der Homogenisierraum, der Abgasverteilerraum und/oder der zu erhitzende Bereich des Objekts zumindest abschnittsweise und zumindest näherungsweise dieselbe Form auf, wenn sämtliche Räume und der Bereich längs der Strömungsrichtung des Abgases in eine senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufende Ebene projiziert werden.
Eine Haupterstreckungsrichtung des Zuführverteilerraums, des Rückschlagraums, des Brennraums, des Abgasverteilerraums und/oder des Homogenisierraums liegt vorzugsweise jeweils in einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufenden Ebene.
Günstig kann es sein, wenn der Zuführverteilerraum, der Rückschlagraum, der Brennraum, der Homogenisierraum und/oder der Abgasverteilerraum im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sind, wobei eine jeweilige Zentralmittelachse vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des Abgases ausgerichtet ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Projektion des zu erhitzenden Bereichs des Objekts entgegen einer Strömungsrichtung des Abgases zumindest näherungsweise vollständig durch den Abgasverteilerraum, den Homogenisierraum, den Brennraum, den Rückschlagraum - - und/oder den Zuführverteilerraum verläuft. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass eine Projektion des zu erhitzenden Bereichs des Objekts entgegen einer Strömungsrichtung des Abgases nicht seitlich, das heißt senkrecht zur Strömungsrichtung, über den Abgasverteilerraum, den
Homogenisierraum, den Brennraum, den Rückschlagraum und/oder den Zuführverteilerraum hinausragt.
Günstig kann es sein, wenn der Raumbereich, welcher von dem zu erhitzenden Bereich des Objekts beim (gedachten) Verschieben desselben entgegen der Strömungsrichtung überstrichen wird, den Abgasverteilerraum, den Homogenisierraum, den Brennraum, den Rückschlagraum und/oder den Zuführverteilerraum vorzugsweise derart durchquert, dass der überstrichene Raumbereich im Bereich des Abgasverteilerraums, des Homogenisierraums, des Brennraums, des Rückschlagraums und/oder des Zuführverteilerraums zumindest näherungsweise vollständig, insbesondere mindestens ungefähr zu 70 %, beispielsweise mindestens ungefähr zu 90 %, vorzugsweise zu 100 %, innerhalb des Abgasverteilerraums, innerhalb des Homogenisierraums, innerhalb des Brennraums, innerhalb des Rückschlagraums bzw. innerhalb des Zuführverteilerraums liegt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Zuführverteilerraum, ein Rückschlagraum, der Brennraum, ein Homogenisierraum und/oder ein Abgasverteilerraum der Heizvorrichtung längs der Strömungsrichtung des Abgases aneinander angrenzende Abschnitte eines Hohlzylinders sind .
Vorzugsweise weist die Grundfläche des Hohlzylinders eine Form auf, welche zumindest näherungsweise einer Form entspricht, die der zu erhitzende Bereich des Objekts aufweist, wenn der zu erhitzende Bereich des Objekts längs der Strömungsrichtung in eine senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufende Ebene projiziert wird.
Ein Zuführverteilerraum der Heizvorrichtung einerseits und der Brennraum oder ein Rückschlagraum andererseits sind vorzugsweise mittels einer Rück- - -
Schlagsicherung zur Vermeidung eines Flammenrückschlags, insbesondere mittels eines Rückschlagraums, und/oder mittels einer Strömungsplatte und/oder mittels einer Flammenbegrenzungsplatte voneinander getrennt.
Eine Strömungsplatte ist vorzugsweise ein aus einem Vliesmaterial, einem Sintermetall, einem Gewebematerial, einem Metallschaum oder einem sonstigen durchströmbaren Material gebildet.
Unter einer Strömungsplatte ist vorzugsweise eine Platte aus einem offenporigen oder mit einer Vielzahl von Durchströmungskanälen versehenen Material zu verstehen. Eine Strömungsplatte ist somit insbesondere von dem Gemisch aus Brennstoff und Oxidator durchströmbar.
Vorzugsweise ist die Strömungsplatte aus einem nicht-brennbaren Material gebildet.
Vorzugsweise dient die Strömungsplatte zur Flammenankerung .
Eine Rückschlagsicherung zur Vermeidung eines Flammenrückschlags und/oder eine Strömungsplatte und/oder eine Flammenbegrenzungsplatte sind vorzugsweise eine Trennplatte zwischen dem Zuführverteilerraum und/oder dem Rückschlagraum und/oder dem Brennraum, welche zumindest lokal eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Gemisches aus Brennstoff und Oxidator derart erwirkt, dass die Strömungsgeschwindigkeit höher als die Flammengeschwindigkeit ist.
Eine Flammenbegrenzungsplatte ist vorzugsweise eine Trennplatte zwischen dem Zuführverteilerraum oder dem Rückschlagraum einerseits und dem Brennraum andererseits. Vorzugsweise weist die Flammenbegrenzungsplatte eine Durchtrittsöffnung (Ausnehmung) auf, welche zumindest näherungsweise die Form des Brennraums und/oder des Zuführverteilerraums aufweist. Insbesondere in einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufenden Dickenrichtung ist die Durchtrittsöffnung (Ausnehmung) der Flammenbegren- - - zungsplatte jedoch vorzugsweise schmaler ausgebildet als der Brennraum, der Rückschlagraum und/oder der Zuführverteilerraum.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Homogenisierraum und der Brennraum mittels einer Trennplatte, welche insbesondere mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen, beispielsweise Bohrungen, versehen ist, voneinander getrennt sind.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Homogenisierraum und der Abgasverteilerraum mittels einer Trennplatte, welche insbesondere mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen, beispielsweise Bohrungen, versehen ist, voneinander getrennt sind .
Der Brennraum oder der Homogenisierraum einerseits und ein Abgasverteilerraum der Heizvorrichtung andererseits sind vorzugsweise mittels einer Drosselvorrichtung voneinander getrennt.
Günstig kann es sein, wenn die Heizvorrichtung eine Drosselvorrichtung zur Variation eines Abgasvolumenstroms des dem zu erhitzenden Bereich des Objekts zuzuführenden Abgases umfasst.
Die Drosselvorrichtung kann beispielsweise die zwischen dem Brennraum oder dem Homogenisierraum einerseits und dem Abgasverteilerraum andererseits angeordnete Drosselvorrichtung oder eine hiervon verschiedene Drosselvorrichtung sein.
Günstig kann es sein, wenn eine Drosselvorrichtung ein oder mehrere Drosselelemente umfasst. Vorzugsweise sind eine oder mehrere Drosselelemente zwischen dem Brennraum oder einem Homogenisierraum der Heizvorrichtung einerseits und einem Abgasverteilerraum der Heizvorrichtung andererseits angeordnet. - -
Günstig kann es sein, wenn die Drosselvorrichtung mehrere in einer Drosselplatte angeordnete Drosselelemente, beispielsweise Drosselventile, umfasst, welche insbesondere einer Form des Brennraums, des Homogenisierraums und/oder des Abgasverteilerraums folgend verteilt angeordnet sind .
Ein Drosselelement kann beispielsweise durch ein in die Drosselplatte einschraubbares Schraubelement gebildet sein. Durch unterschiedlich weites Hineinschrauben des Schraubelements in die Drosselplatte kann vorzugsweise eine Variation des Strömungsquerschnitts und somit der Drosselung des Abgasstroms erzielt werden .
Günstig kann es sein, wenn der zu erhitzende Bereich des Objekts, der
Brennraum, ein Rückschlagraum, ein Zuführverteilerraum, ein Homogenisierraum und/oder ein Abgasverteilerraum ringförmig geschlossen ausgebildet sind.
Es kann vorgesehen sein, dass der Brennraum, ein Rückschlagraum, ein Zuführverteilerraum, ein Homogenisierraum und/oder ein Abgasverteilerraum der Heizvorrichtung jeweils ringförmig durchgängig ausgebildet, das heißt jeweils durch einen einzigen ringförmigen ununterbrochenen Raum gebildet, sind.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Brennraum, ein Rückschlagraum, der Zuführverteilerraum, der Homogenisierraum und/oder der Abgasverteilerraum der Heizvorrichtung mit einer oder mehreren Trennwänden versehen ist, welche den jeweiligen Raum insbesondere in einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Richtung in unterschiedliche Raumsegmente unterteilen.
Die Trennwände können dabei längs der Strömungsrichtung durchgehend ausgebildet sein, so dass die unterschiedlichen Raumsegmente insbesondere nicht unmittelbar fluidwirksam miteinander verbunden sind . - -
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Trennwände sich bezüglich der Strömungsrichtung des Abgases lediglich über einen Teil des jeweiligen Raums erstrecken, so dass eine fluidwirksame Verbindung zwischen zwei benachbarten Raumsegmenten erhalten bleibt.
Insbesondere kann hierdurch vorzugsweise ein ringförmig durchgängiger Raum gebildet werden, welcher, insbesondere bezüglich der Strömungsrichtung des Abgases stromabwärts, mittels einer oder mehreren Trennwänden in mehrere Raumsegmente aufgeteilt ist.
Sämtliche im Zusammenhang mit einem "Raum" oder "Raumsegment" genannten Merkmale und/oder Vorteile können vorzugsweise bei dem Zuführverteilerraum, dem Rückschlagraum, dem Brennraum, dem Homogenisierraum und/oder dem Abgasverteilerraum verwirklicht sein.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Brennraum, ein Rückschlagraum, ein Zuführverteilerraum, ein Homogenisierraum und/oder ein Abgasverteilerraum der Heizvorrichtung segmentiert ausgebildet sind. Insbesondere sind hierzu parallel zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufende Trennwände vorgesehen. Der Brennraum, der Rückschlagraum, der Zuführverteilerraum, der Homogenisierraum und/oder der Abgasverteilerraum sind somit insbesondere in einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Richtung in voneinander getrennte Segmente unterteilt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Brennraum, der Rückschlagraum, der Zuführverteilerraum, der Homogenisierraum und/oder der Abgasverteilerraum der Heizvorrichtung bezüglich einer Strömungsrichtung des Abgases in einer Umfangsrichtung segmentiert ausgebildet sind .
Insbesondere sind vorzugsweise Brennraumsegmente des Brennraums, Rückschlagraumsegmente des Rückschlagraums, Zuführverteilerraumsegmente des Zuführverteilerraums, Homogenisierraumsegmente des Homogenisierraums und/oder Abgasverteilerraumsegmente des Abgasverteilerraums gebildet. - -
Die jeweiligen Raumsegmente sind insbesondere in einer Umfangsrichtung aneinander angrenzende Segmente, welche gemeinsam den gesamten Raum, insbesondere einen ringförmig geschlossenen Raum, bilden.
Günstig kann es sein, wenn der Brennraum segmentiert ausgebildet ist und wenn jedem Brennraumsegment eine Zündvorrichtung der Heizvorrichtung zum Zünden eines brennbaren Gasgemisches aus Brennstoff und Oxidator zugeordnet ist.
Eine Zündvorrichtung ist insbesondere eine Zündkerze.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Brennraum fluidwirksam unmittelbar miteinander verbundene Brennraumsegmente umfasst, wobei aufgrund der fluid- wirksamen Verbindung sich eine in einem Brennraumsegment angeordnete Flamme auf mindestens ein weiteres Brennraumsegment, insbesondere auf alle anderen Brennraumsegmente, ausbreiten kann. Hierbei kann somit eine einzige Zündvorrichtung in einem einzigen Brennraumsegment zum Zünden des Gasgemisches in sämtlichen Brennraumsegmenten ausreichend sein.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Zuführverteilerraum der Heizvorrichtung, ein Rückschlagraum der Heizvorrichtung, der Brennraum, ein Homogenisierraum der Heizvorrichtung und/oder ein Abgasverteilerraum der Heizvorrichtung gemeinsam in einem Grundkörper der Heizvorrichtung angeordnet und/oder ausgebildet sind .
Der Grundkörper der Heizvorrichtung weist vorzugsweise einen Schichtaufbau auf.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper mehrere mit Vertiefungen und/oder mit Durchtrittsöffnungen versehene Platten umfasst, wobei die Vertiefungen und/oder die Durchtrittsöffnungen den Zuführverteilerraum der Heizvorrichtung, den Rückschlagraum der Heizvorrichtung, den - -
Brennraum, den Homogenisierraum der Heizvorrichtung und/oder den
Abgasverteilerraum der Heizvorrichtung bilden.
Weitere Platten oder Schichten des Grundkörpers bilden vorzugsweise Trennplatten zur Trennung der Räume voneinander.
Es kann vorgesehen sein, dass die mehreren Schichten und/oder Platten des Grundkörpers miteinander verbunden, insbesondere verschraubt, verklemmt oder verschweißt, sind .
Eine Abdichtung nach außen ergibt sich vorzugsweise durch die Verbindung, insbesondere eine Klemmverbindung oder Schweißverbindung .
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizvorrichtung eine Applikationsvorrichtung zum Applizieren des Abgases auf den zu erhitzenden Bereich des Objekts umfasst.
Mittels der Applikationsvorrichtung ist insbesondere das im Brennraum bereitgestellte (erzeugte) Abgas auf den zu erhitzenden Bereich des Objekts richtbar.
Günstig kann es sein, wenn die Applikationsvorrichtung mehrere Applikationsrohre umfasst, welche insbesondere einer Form des zu erhitzenden
Bereichs des Objekts folgend nebeneinander aufgereiht sind .
Ein Applikationsrohr ist insbesondere ein Hohlzylinder, dessen Länge den Innendurchmesser um vorzugsweise mindestens ungefähr das Dreifache, vorzugsweise mindestens ungefähr das Fünffache, beispielsweise mindestens ungefähr das Zehnfache, übersteigt.
Günstig kann es sein, wenn die Applikationsrohre aus einem metallischen Material gebildet sind. - -
Die Applikationsvorrichtung ist vorzugsweise an die dreidimensionale Form des zu erhitzenden Bereichs des Objekts angepasst.
Günstig kann es sein, wenn die Applikationsvorrichtung eine Applikationsplatte umfasst, an welcher die Applikationsrohre angeordnet sind.
Insbesondere ist die Platte vorzugsweise flach und eben ausgebildet und stellt eine Begrenzung des Abgasverteilerraums in der Strömungsrichtung des Abgases dar.
Günstig kann es sein, wenn die Applikationsrohre unterschiedliche Längen aufweisen und dadurch die Applikationsvorrichtung an die dreidimensionale Form des zu erhitzenden Bereichs des Objekts angepasst ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Längen der Applikationsrohre so gewählt sind, dass in der Position des Objekts, in welcher der zu erhitzende Bereich des Objekts zu erhitzen ist, ein Abstand zwischen den dem Objekt zugewandten Ende des jeweiligen Applikationsrohrs und dem zu erhitzenden Bereich höchstens ungefähr 10 mm, beispielsweise höchstens ungefähr 5 mm, insbesondere höchstens ungefähr 3 mm, und/oder mindestens ungefähr 0,5 mm, beispielsweise mindestens ungefähr 1 mm, insbesondere mindestens ungefähr 2 mm, beträgt.
Die Applikationsrohre weisen vorzugsweise unterschiedlich gerade und/oder abgeschrägte Enden auf, so dass vorzugsweise die Enden selbst eine an die lokale Kontur des zu erhitzenden Bereichs angepasste Form aufweisen.
Günstig kann es sein, wenn sämtliche Applikationsrohre denselben Innendurchmesser aufweisen .
Alternativ hierzu können Applikationsrohre mit unterschiedlichen Innendurchmessern vorgesehen sein. - -
Vorzugsweise sind sämtliche Applikationsrohre parallel zueinander angeordnet und/oder ausgerichtet.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Applikationsrohre in unterschiedlichen Abständen voneinander angeordnet sind .
Die Abstände der Applikationsrohre voneinander sind vorzugsweise kleiner, wenn das mittels der jeweiligen Applikationsrohre applizierte Abgas in einem spitzeren Winkel auf den zu erhitzenden Bereich des Objekts auftrifft, und größer, wenn das mittels der jeweiligen Applikationsrohre applizierte Abgas in einem stumpferen Winkel auf den zu erhitzenden Bereich des Objekts auftrifft. Hierdurch kann vorzugsweise eine gleichmäßige Anströmung des zu erhitzenden Bereichs mit Abgas erzielt werden, um letztlich eine gleichmäßige Erwärmung des zu erhitzenden Bereichs zu gewährleisten.
Die Applikationsvorrichtung ist vorzugsweise Bestandteil der Strömungsvorrichtung.
Vorzugsweise umfasst die Applikationsvorrichtung mehrere Applikationsrohre, welche an einer gemeinsamen Applikationsplatte festgelegt sind, wobei die Applikationsplatte vorzugsweise den Abgasverteilerraum in der Strömungsrichtung des Abgases begrenzt und/oder Bestandteil des Grundkörpers der Heizvorrichtung ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Heizvorrichtung eine Applikationsvorrichtung zum Applizieren des Abgases auf den zu erhitzenden Bereich des Objekts umfasst, wobei die Applikationsvorrichtung mehrere Applikationsrohre umfasst, wobei die Heizvorrichtung eine Drosselvorrichtung zur Variation eines Abgasvolumenstroms des dem zu erhitzenden Bereich des Objekts zuzuführenden Abgases umfasst, wobei die Drosselvorrichtung mehrere Drosselelemente umfasst, wobei jeweils ein oder mehrere Drosselelemente jeweils einem oder mehreren Applikationsrohren zugeordnet sind. - -
Mittels des einen oder der mehreren Drosselelemente kann vorzugsweise eine gezielte Abgaszuführung zu jeweils einem oder mehreren Applikationsrohren ermöglicht werden, um letztlich vorzugsweise eine gleichmäßige Anströmung des zu erhitzenden Bereichs des Objekts mit Abgas zu gewährleisten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Heizverfahren zum Erhitzen eines Objekts.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Heizverfahren bereitzustellen, mittels welchem ein optimiertes Heizergebnis erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Heizverfahren zum Erhitzen eines Objekts gelöst, wobei Brennstoff und Oxidator einer Heizvorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, zugeführt werden, wobei in dem Brennraum der Brennervorrichtung der Heizvorrichtung Abgas erzeugt wird, welches über die Strömungsvorrichtung der Brennervorrichtung einem zu erhitzenden Bereich des Objekts zugeführt wird .
Günstig kann es sein, wenn ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidator mehreren Brennersegmenten der Brennervorrichtung zugeführt wird .
Vorzugsweise wird angepasst an eine Form und/oder Kontur des zu erhitzenden Bereichs des Objekts mittels der Brennersegmente das Gemisch aus Brennstoff und Oxidator in Abgas umgewandelt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass angepasst an eine Form und/oder Kontur des zu erhitzenden Bereichs des Objekts mittels der Brennersegmente das erzeugte Abgas dem zu erhitzenden Bereich des Objekts zugeführt wird . - -
Vorteilhaft kann es sein, wenn unterschiedlichen Brennersegmenten der Brennervorrichtung ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidator mit unterschiedlichen Volumenströmen zugeführt wird .
Die mittels mehrerer Brennersegmente der Brennervorrichtung erzeugten Abgasströme werden vorzugsweise mit unterschiedlichen Volumenströmen unterschiedlichen Applikationsrohren einer Applikationsvorrichtung der Heizvorrichtung zugeführt und mittels dieser Applikationsrohre auf den zu erhitzenden Bereich des Objekts appliziert.
Das erfindungsgemäße Heizverfahren weist vorzugsweise ferner einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung und/oder Heizanlage beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
Zudem kann vorzugsweise die erfindungsgemäße Heizvorrichtung einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Heizverfahren beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen.
Die erfindungsgemäße Heizanlage weist vorzugsweise ferner einzelne oder mehrere Merkmale und/oder Vorteile auf, welche im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung und/oder dem erfindungsgemäßen Heizverfahren beschrieben sind.
Günstig kann es sein, wenn die Heizvorrichtung eine Gaszuführung zur Zuführung von Brennstoff und/oder Oxidator zu der Brennervorrichtung umfasst.
Die Gaszuführung umfasst vorzugsweise eine Mischvorrichtung zum Mischen des Brennstoffs mit dem Oxidator, insbesondere zur Bereitstellung eines brennbaren Gemisches aus Brennstoff und Oxidator.
Günstig kann es sein, wenn die Gaszuführung eine Verteilervorrichtung mit einem oder mehreren Verteilerventilen umfasst. - -
Mittels eines oder mehrerer Verteilerventile der Gaszuführung ist vorzugsweise dem Zuführverteilerraum Brennstoff und/oder Oxidator und/oder ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidator zuführbar.
Vorzugsweise ist mittels mehrerer Verteilerventile der Gaszuführung Brennstoff und/oder Oxidator und/oder ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidator zu den voneinander getrennten Zuführverteilerraumsegmenten des Zuführverteilerraums zuführbar. Mittels der Verteilerventile kann somit vorzugsweise gezielt beeinflusst werden, welcher Volumenstrom des Gemisches aus Brennstoff und Oxidator über die Zuführverteilerraumsegmente den zugeordneten
Brennraumverteilersegmenten zuführbar ist.
Günstig kann es sein, wenn der Zuführverteilerraum, ein Rückschlagraum, der Brennraum, der Homogenisierraum und/oder der Abgasverteilerraum im Wesentlichen identisch segmentiert sind, so dass insbesondere in der
Strömungsrichtung des Abgases aufeinanderfolgende Raumsegmente zumindest näherungsweise dieselbe Querschnittsfläche und/oder Querschnittsform aufweisen.
Durch gezielte Beeinflussung des Volumenstroms des Brennstoffs und/oder des Oxidators und/oder des Gemischs aus Brennstoff und Oxidator mittels eines Verteilerventils der Gaszuführung kann somit vorzugsweise der Abgasvolumenstrom in den einzelnen Abgasverteilerraumsegmenten gezielt eingestellt werden, um letztlich die Abgasapplikation segmentweise zu beeinflussen, insbesondere zur gleichmäßigen Erhitzung oder zur gezielten lokal unterschiedlichen Erhitzung des zu erhitzenden Bereichs des Objekts.
Die Gaszuführung umfasst vorzugsweise eine Mischvorrichtung, welche insbesondere stromaufwärts oder stromabwärts des einen oder der mehreren Verteilerventile angeordnet ist. Die Mischvorrichtung dient insbesondere dem Bereitstellen eines brennfähigen Gemisches aus Brennstoff und Oxidator. - -
Vorzugsweise sind ein oder mehrere Flammenrückschlagsicherungen in der Gaszuführung, insbesondere stromaufwärts oder stromabwärts des einen oder der mehreren Verteilerventile, vorgesehen.
Günstig kann es sein, wenn die Gaszuführung ein oder mehrere Rückschlagventile umfasst.
Insbesondere können ein oder mehrere Verteilerventile jeweils ein oder mehrere Rückschlagventile umfassen.
Die Brennervorrichtung umfasst vorzugsweise mehrere Zündvorrichtungen, insbesondere Zündkerzen, welche insbesondere in den Brennraum, vorzugsweise in unterschiedliche Brennraumsegmente des Brennraums, hineinragen.
Günstig kann es sein, wenn ein Raum, insbesondere ein Zuführverteilerraum, ein Rückschlagraum, der Brennraum, ein Homogenisierraum und/oder ein Abgasverteilerraum, in drei, vier, sechs, acht oder mehr als acht Raumsegmente aufgeteilt ist.
Vorzugsweise sind längs der Strömungsrichtung des Abgases ein Zuführver- teilerraumsegment, ein Rückschlagraumsegment, ein Brennraumsegment, ein Homogenisierraumsegment und/oder ein Abgasverteilerraumsegment aufeinanderfolgend angeordnet, welche gemeinsam ein Brennersegment bilden.
Vorzugsweise ist die Brennervorrichtung aus mehreren Brennersegmenten gebildet, wobei die Brennersegmente insbesondere ringförmig angeordnet sind .
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein, zwei oder drei Räume nicht segmentiert sind, während entsprechend die drei anderen, die zwei anderen bzw. der eine andere Raum segmentiert sind .
Als Brennstoff für die Brennervorrichtung kann beispielsweise brennbares Gas, insbesondere Erdgas, Methan, Ethan, Propan, Butan, etc. vorgesehen sein. - -
Als Oxidator wird insbesondere Luft verwendet.
Die Heizvorrichtung ist insbesondere Bestandteil einer Heizanlage.
Vorzugsweise umfasst die Heizanlage zwei Heizvorrichtungen, welche insbesondere im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich einer im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufenden Ebene, insbesondere einer Quermittelebene der Heizanlage, ausgebildet sind .
Vorzugsweise ist mittels der beiden Heizvorrichtungen erzeugtes Abgas in einander entgegengesetzten und/oder einander abgewandten Strömungsrichtungen applizierbar.
Diese beiden Heizvorrichtungen sind insbesondere zwischen zwei miteinander zu verbindende Objekte einbringbar, um die beiden miteinander zu verbindenden Objekte zumindest lokal zu erhitzen und diese durch anschließendes Zusammenpressen miteinander zu verbinden.
Die Heizanlage ist somit insbesondere eine Schweißanlage zum Kunststoffschweißen.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen :
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine als Schweißvorrichtung ausgebildete Heizanlage, welche zwei Heizvorrichtungen umfasst;
Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer Gaszuführung einer Heizvorrichtung der Heizanlage aus Fig. 1; - -
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs III in Fig. 1; einen schematischen Schnitt durch eine Brennervorrichtung und eine Strömungsvorrichtung einer alternativen Ausführungsform einer Heizvorrichtung;
Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung eines Basisabschnitts einer Brennervorrichtung;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform eines Basisabschnitts einer Brennervorrichtung;
Fig. 7 eine schematische perspektivische Darstellung einer Trennwand zur Unterteilung eines Zuführverteilerraums in mehrere Zuführ- verteilerraumsegmente;
Fig. 8 eine schematische perspektivische Darstellung einer Trennplatte einer Brennervorrichtung;
Fig. 9 eine schematische perspektivische Darstellung eines Basisabschnitts einer Brennervorrichtung, wobei an dem Basisabschnitt eine Trennplatte und eine Abstandsplatte angeordnet sind;
Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende schematische Darstellung des Bauteilverbunds aus Fig . 9, wobei zusätzlich eine Strömungsplatte und eine Flammenbegrenzungsplatte vorgesehen sind;
Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs XI in Fig. 10;
Fig. 12 eine der Fig. 10 entsprechende schematische perspektivische
Darstellung des Bauteilverbunds aus Fig. 10, wobei zusätzlich eine Brennraumplatte mit Zündvorrichtungen vorgesehen ist; - -
Fig. 13 eine schematische perspektivische Darstellung einer Drosselplatte einer Drosselvorrichtung einer Brennvorrichtung;
Fig. 14 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs XIV in Fig. 13;
Fig. 15 eine der Fig. 12 entsprechende schematische perspektivische
Darstellung des Bauteilverbunds aus Fig . 12, wobei zusätzlich mehrere Abstandsplatten und die Drosselplatte aus Fig. 13 vorgesehen sind;
Fig. 16 eine schematische perspektivische Darstellung einer Applikationsvorrichtung einer Strömungsvorrichtung einer Heizvorrichtung, bei welcher eine Strömungsplatte und mehrere im Wesentlichen identisch ausgebildete Applikationsrohre vorgesehen sind;
Fig. 17 eine schematische perspektivische Darstellung eines mittels der
Heizvorrichtung teilweise zu erhitzenden Objekts; und
Fig. 18 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Applikationsvorrichtung, bei welcher Applikationsrohre mit unterschiedlichen Längen und mit unterschiedlichen seitlichen Abständen zueinander vorgesehen sind.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Fig . 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Heizanlage.
Die Heizanlage 100 dient beispielsweise dem Erhitzen von Objekten 102. - -
Insbesondere sind mittels der Heizanlage 100 vorzugsweise zu erhitzende Bereiche 104 eines oder mehrerer Objekte 102 erhitzbar.
Die Heizanlage 100 ist beispielsweise als eine Schweißvorrichtung 106 zum Schweißen von Kunststoffbauteilen ausgebildet.
Die Kunststoffbauteile sind dann die Objekte 102.
Vorzugsweise umfasst die Heizanlage 100 zwei Heizvorrichtungen 108, welche im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich einer Quermittelebene 110 der Heizanlage 100 angeordnet und/oder ausgebildet sind .
Mittels der Heizvorrichtungen 108 sind insbesondere im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildete zu erhitzende Bereiche 104 zweier Objekte 102 erhitzbar, um diese beiden Objekte 102 nachdem Erhitzen zusammenzubringen und somit stoffschlüssig miteinander zu verbinden.
Nachfolgend wird auf eine Heizvorrichtung 108 im Einzelnen eingegangen. Die weitere Heizvorrichtung 108 ist vorzugsweise im Wesentlichen identisch oder spiegelsymmetrisch hierzu aufgebaut.
Lediglich die genaue Form und/oder Anordnung von noch zu beschreibenden Applikationsrohren einer noch zu beschreibenden Applikationsvorrichtung ist für jede Heizvorrichtung 108 vorzugsweise unterschiedlich gewählt, um eine optimale Anpassung an den jeweils zu erhitzenden Bereich 104 der Objekte 102 zu ermöglichen.
Eine Heizvorrichtung 108 umfasst vorzugsweise eine Brennervorrichtung 112 zur Bereitstellung von erhitztem Abgas (heißem Abgas).
Ferner umfasst die Heizvorrichtung 108 eine Strömungsvorrichtung 114, mittels welcher das Abgas dem zu erhitzenden Bereich 104 eines Objekts 102 zuführbar ist. - -
Zur Versorgung der Brennervorrichtung 112 mit Brennstoff und/oder Oxidator umfasst jede Heizvorrichtung 108 eine Gaszuführung 116.
Jede Gaszuführung 116 umfasst vorzugsweise eine Mischvorrichtung 118 zum Mischen von Brennstoff und Oxidator und somit zum Bereitstellen eines brennbaren Gemisches aus Brennstoff und Oxidator.
Ferner umfasst jede Gaszuführung 116 ein oder mehrere Verteilerventile 120 sowie eine oder mehrere Zuführleitungen 122.
Die Mischvorrichtung 118 kann stromaufwärts oder stromabwärts des einen oder der mehreren Verteilerventile 120 angeordnet sein.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mischvorrichtung 118 stromaufwärts mehrerer Verteilerventile 120 der Gaszuführung 116 angeordnet ist.
Mittels der Verteilerventile 120 kann das in der Mischvorrichtung 118 erzeugte Gemisch aus Brennstoff und Oxidator mehreren Zuführleitungen 122 der Gaszuführung 116 und hiermit schließlich der Brennervorrichtung 112 zugeführt werden.
Wie insbesondere Fig . 2 zu entnehmen ist, kann die Gaszuführung 116 eine oder mehrere Rückschlagsicherungen 124, beispielsweise eine oder mehrere Flammenrückschlagpatronen 126, umfassen. Diese Rückschlagsicherungen 124 sind beispielsweise stromabwärts eines jeden Verteilerventils 120 angeordnet, um im Falle eines Flammenrückschlags eine Beschädigung der Verteilerventile 120 zu vermeiden.
Die Heizvorrichtung 108 umfasst vorzugsweise einen Grundkörper 128, in welchem die Brennervorrichtung 112 angeordnet und/oder gebildet ist (siehe Fig . 3 und 4). - -
Der Grundkörper 128 ist beispielsweise als ein Stapel aus mehreren Platten, insbesondere Metallplatten, ausgebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper 128 im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist.
Vorzugsweise sind innerhalb des Grundkörpers 128 mehrere Räume der Brennervorrichtung 112 gebildet.
Die Fig . 3 und 4 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen einer Heizvorrichtung 108 und dienen der nachfolgenden eingehenderen Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise der Heizvorrichtung 108.
Die Brennervorrichtung 112 umfasst vorzugsweise einen Zuführverteilerraum 130, welchem mittels der Zuführleitungen 122 der Gaszuführung 116 das Gemisch aus Brennstoff und Oxidator zuführbar ist.
An den Zuführverteilerraum 130 angrenzend ist ein Rückschlagraum 132 der Brennervorrichtung 112 vorgesehen.
Der Zuführverteilerraum 130 und der Rückschlagraum 132 sind vorzugsweise mittels einer Rückschlagsicherung 124 voneinander getrennt.
Die Rückschlagsicherung 124 ist beispielsweise eine Trennplatte 134, welche vorzugsweise mit mehreren Durchtrittsöffnungen 136 versehen ist.
Die Durchtrittsöffnungen 136 sind insbesondere derart dimensioniert, dass eine Strömungsgeschwindigkeit des durchströmenden Gemisches aus Brennstoff und Oxidator im Normalbetrieb der Heizvorrichtung 108 zumindest lokal größer ist als die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit, insbesondere um einen unerwünschten Flammenrückschlag aus dem Rückschlagraum 132 in den Zuführverteilerraum 130 zu vermeiden. - -
An den Rückschlagraum 132 angrenzend ist ein Brennraum 138 der Brennervorrichtung 112 vorgesehen.
Der Brennraum 138 und der Rückschlagraum 132 sind dabei vorzugsweise mittels einer Strömungsplatte 140 und mittels einer Flammenbegrenzungsplatte 142 voneinander getrennt.
Die Strömungsplatte 140 ist beispielsweise als ein metallisches Vlies (Brennvlies), als Sinterplatte oder als sonstiges materialbedingt durchströmbares Element ausgebildet. Insbesondere ist die Strömungsplatte 140 aus einem nicht-brennbaren Material gebildet.
Die Flammenbegrenzungsplatte 142 umfasst vorzugsweise eine Ausnehmung 144. Mittels der Flammenbegrenzungsplatte 142 wird vorzugsweise ein
Strömungsquerschnitt des aus dem Rückschlagraum 132 in den Brennraum 138 einströmenden Gemischs aus Brennstoff und Oxidator einer Vorgabe entsprechend geformt, um eine gewünschte Flammenausbreitung im Brennraum 138 zu erzielen.
Die Brennervorrichtung 112 umfasst ferner eine oder mehrere Zündvorrichtungen 146, beispielsweise eine oder mehrere Zündkerzen 148. Die Zündvorrichtungen 146 ragen vorzugsweise in den Brennraum 138 hinein, um das darin angeordnete Gemisch aus Brennstoff und Oxidator zünden zu können.
Die in den Fig . 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen einer Heizvorrichtung 108 unterscheiden sich insbesondere dadurch voneinander, dass bei der in Fig . 4 dargestellten Ausführungsform stromabwärts des Brennraums 138 ein Homogenisierraum 150 der Brennervorrichtung 112 vorgesehen und mittels einer Trennplatte 134 von dem Brennraum 138 getrennt ist.
Bei der in Fig . 3 dargestellten Ausführungsform einer Heizvorrichtung 108 ist ein solcher separater Homogenisierraum 150 nicht vorgesehen. Vielmehr kann eine Homogenisierung bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der - -
Heizvorrichtung 108 vorzugsweise durch verlängerte Ausgestaltung des Brennraums 138 erzielt werden.
Beiden Ausführungsformen gemein ist jedoch ein Abgasverteilerraum 152 der Brennervorrichtung 112.
Das in dem Brennraum 138 erzeugte Abgas ist somit mit einem separaten Homogenisierraum 150 oder ohne einen solchen dem Abgasverteilerraum 152 zuführbar.
Der Brennraum 138 bzw. der Homogenisierraum 150 einerseits und der Abgasverteilerraum 152 andererseits sind mittels einer Drosselvorrichtung 154 voneinander getrennt.
Die Drosselvorrichtung 154 umfasst insbesondere eine Drosselplatte 156, in welche insbesondere eine oder mehrere, insbesondere einstellbare, Drosselelemente 158 angeordnet sind.
Die Drosselelemente 158 sind insbesondere Schraubelemente oder sonstige verstellbare Elemente, welche beispielsweise mittels eines Verschlusskegels, einer Verschlussnadel, eines oder mehrerer Abdeckelemente, Blendenelemente oder Ähnlichem eine Variation eines Strömungsquerschnitts von in der Drosselplatte 156 angeordneten Durchtrittsöffnungen 136 ermöglichen.
Mittels der Drosselvorrichtung 154 kann vorzugsweise ein Abgasvolumenstrom, welcher dem Abgasverteilerraum 152 zugeführt wird, lokal variabel eingestellt werden.
Die Heizvorrichtung 108 umfasst ferner eine Applikationsvorrichtung 160.
Mittels der Applikationsvorrichtung 160 ist das mittels der Brennervorrichtung 112 erzeugte Abgas auf den zu erhitzenden Bereich 104 eines Objekts 102 applizierbar. - -
Die Applikationsvorrichtung 160 umfasst hierzu insbesondere mehrere Applikationsrohre 162, über welche das Abgas gezielt dem zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 zuführbar ist.
Die Applikationsrohre 162 sind insbesondere an einer Applikationsplatte 164 der Applikationsvorrichtung 160 festgelegt, beispielsweise festgeschraubt und/oder festgeschweißt.
Die Applikationsplatte 164 ist vorzugsweise Bestandteil des Grundkörpers 128. Insbesondere dient die Applikationsplatte 164 der Begrenzung des Abgasverteilerraums 152.
Die Applikationsrohre 162 grenzen an einem Ende an den Abgasverteilerraum 152 an. Das weitere Ende der Applikationsrohre 162 ist dem zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 zugewandt. In einem Zustand der Heizvorrichtung 108, in welchem der zu erhitzende Bereich 104 des Objekts 102 erhitzt wird, ist ein Abstand zwischen den Enden der Applikationsrohre 162 und dem zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 vorzugsweise zwischen ungefähr 2 mm und ungefähr 5 mm.
Die Applikationsrohre 162 sind vorzugsweise länglich ausgebildet, wobei eine Länge L einen Innendurchmesser I vorzugsweise um mindestens ungefähr das Dreifache, beispielsweise mindestens ungefähr das Zehnfache, übersteigt.
Die Brennervorrichtung 112 kann unsegmentiert ausgebildet sein, so dass die funktional unterschiedlichen Räume jeweils nicht unterteilt und somit durchgängig ausgebildet sind.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Brennervorrichtung 112 zumindest teilweise segmentiert ausgebildet ist. Zumindest einzelne Räume 130, 132, 138, 150, 152 der Brennervorrichtung 112 sind dann vorzugsweise - - segmentiert, das heißt in unterschiedliche Teilräume (Segmente) unterteilt. Die Segmente sind insbesondere fluidwirksam voneinander getrennt.
Die gesamte Brennervorrichtung 112 kann somit beispielsweise aus mehreren Brennersegmenten 166 gebildet sein. Jedes Brennersegment 166 weist dabei vorzugsweise einen Längsschnitt auf, welcher im Wesentlichen dem in Fig . 3 oder in Fig. 4 dargestellten Schnitt entspricht.
Die Beschreibung der einzelnen Elemente der Heizanlage 100 und/oder der Heizvorrichtung 108 bezieht sich vorzugsweise auf eine Strömungsrichtung 168 eines durch die jeweilige Heizvorrichtung 108 hindurchgeführten Gases.
Die Strömungsrichtung 168 ist dabei insbesondere eine Hauptströmungsrichtung des Abgases.
Diese Hauptströmungsrichtung ist vorzugsweise im Wesentlichen linear.
Zur einfacheren Bezugnahme wird vorzugsweise auch in Bereichen, in welchen noch kein Abgas existiert, auf diese Strömungsrichtung 168 zurückgegriffen.
Die Strömungsrichtung 168 kann vorzugsweise als eine Haupterstreckungs- richtung der Brennervorrichtung 112 zu verstehen sein.
Die Heizvorrichtung 108 funktioniert vorzugsweise wie folgt:
Über die Gaszuführung 116 wird Brennstoff und Oxidator, insbesondere Erdgas und Luft, vermischt zu dem Zuführverteilerraum 130 zugeführt.
Das Gemisch aus Brennstoff und Oxidator strömt dann durch die als Rückschlagsicherung 124 wirkende Trennplatte 134 in dem Rückschlagraum 132. - -
Aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Durchtrittsöffnungen 136 der Trennplatte 134 wird vorzugsweise ein unerwünschter Flammenrückschlag in den Zuführverteilerraum 130 wirksam verhindert.
Aus dem Rückschlagraum 132 strömt das Gemisch aus Brennstoff und Oxi- dator durch die Strömungsplatte 140 und durch die Ausnehmung 144 in der Flammenbegrenzungsplatte 142 hindurch in den Brennraum 138 ein.
In dem Brennraum 138 wird das Gemisch aus Brennstoff und Oxidator chemisch umgesetzt, insbesondere unter Ausbildung einer Flamme.
Eine Initialzündung erfolgt dabei vorzugsweise mittels der Zündvorrichtung 146.
Die bei der Verbrennung des Brennstoffs erzeugte Flamme ankert insbesondere an oder auf der Strömungsplatte 140 im Bereich der Ausnehmung 144 der Flammenbegrenzungsplatte 142.
Insbesondere kann hierdurch eine gleichmäßige laminare Verbrennung des Brennstoffs erzielt werden.
Das im Brennraum 138 erzeugte Abgas wird dann beispielsweise über eine weitere Trennplatte 134 dem Homogenisierraum 150 zugeführt und dort homogenisiert, das heißt insbesondere durchmischt, um eine gleichmäßige Gaszusammensetzung und/oder Temperatur des Abgasstroms zu erzielen (siehe Fig. 4). Die Trennplatte 134 und der zusätzliche separate Homogenisierraum 150 können jedoch auch entbehrlich sein (siehe Fig. 3), insbesondere dann, wenn die Verbrennung im Bereich der Strömungsplatte 140 und der Flammenbegrenzungsplatte 142 bereits ausreichend gleichmäßige Abgasparameter ergibt.
Über die Drosselvorrichtung 154 strömt das Abgas in den Abgasverteilerraum 152. - -
Durch gezielte Einstellung der Drosselelemente 158 kann dabei insbesondere ein Abgasvolumenstrom des in den Abgasverteilerraum 152 einströmenden Abgases eingestellt werden .
Im Abgasverteilerraum 152 wird das Abgas auf ein oder mehrere Applikationsrohre 162 der Applikationsvorrichtung 160 verteilt. Das Abgas strömt dann durch die Applikationsrohre 162 hindurch und trifft schließlich auf das Objekt 102.
Das erhitzte Abgas gibt dabei zumindest einen Teil seiner Wärme an den zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 ab, um diesen letztlich auf eine gewünschte Temperatur zu erhitzen.
Zur Steuerung und/oder Regelung der gesamten Heizvorrichtung 108 können mehrere Sensorelemente, beispielsweise Temperatursensoren, Strömungssensoren, Drucksensoren, etc., vorgesehen sein.
Insbesondere kann dann eine gezielte Steuerung der Verteilerventile 120 und/oder eine gezielte Einstellung der Drosselelemente 158 vorgenommen werden, um letztlich eine gleichmäßige Abgasapplikation zur gleichmäßigen Erhitzung des zu erhitzenden Bereichs 104 oder auch eine gezielt lokal unterschiedliche Abgasapplikation zur lokal unterschiedlichen Erhitzung des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 zu ermöglichen.
Die Brennervorrichtung 112, insbesondere ein oder mehrere Brennersegmente 166, kann beispielsweise quaderförmige oder zylindrische Räume 130, 132, 138, 150, 152 aufweisen.
Vorzugsweise ist jedoch die Form des Zuführverteilerraums 130, des Rückschlagraums 132, des Brennraums 138, des Homogenisierraums 150 und/oder des Abgasverteilerraums 152 an die Form des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 angepasst. - -
Ferner ist vorzugsweise die Anordnung und Ausbildung der Applikationsrohre 162 an die Form des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 angepasst.
Durch die zumindest teilweise oder vollständige Formanpassung der Heizvorrichtung 108 an den zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 kann vorzugsweise eine zuverlässige Erhitzung des Bereichs 104 gewährleistet werden, insbesondere ohne unerwünschte Hotspots und/oder kühle Abschnitte des zu erhitzenden Bereichs 104 zu befürchten.
Nachfolgend wird die Heizvorrichtung 108 am Beispiel eines ebenen elliptischen zu erhitzenden Bereichs 104 eines Objekts 102 illustriert. Entscheidend hierbei ist jedoch nicht die konkrete Form in diesem Anwendungsfall, sondern die Tatsache, dass die Brennervorrichtung 112 und die Strömungsvorrichtung 114 an die Form des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 angepasst sind.
Insbesondere sind die Brennervorrichtung 112 und die Strömungsvorrichtung 114 der Kontur des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 folgend ausgebildet.
In Fig . 5 ist ein Basisabschnitt 170 der Brennervorrichtung 112 dargestellt.
Der Basisabschnitt 170 umfasst beispielsweise eine im Wesentlichen quaderförmige Grundplatte 172, welche mit einer elliptischen Vertiefung 174 versehen ist.
Diese elliptische Vertiefung 174 bildet insbesondere den Zuführverteilerraum 130 der Brennervorrichtung 112.
An einer Unterseite 176 der Grundplatte 172 sind vorzugsweise die Zuführleitungen 122 der Gaszuführung 116 der Heizvorrichtung 108 anschließbar. - -
Über Einlassöffnungen 178 (siehe Fig . 3 und 4) in der Grundplatte 172 kann das über die Zuführleitungen 122 zugeführte Gemisch aus Brennstoff und Oxidator dem Zuführverteilerraum 130 zugeführt werden.
Bei der in Fig . 5 dargestellten Ausführungsform des Basisabschnitts 170 ist ein nicht-segmentierter Zuführverteilerraum 130 vorgesehen.
Der Zuführverteilerraum 130 ist somit ununterbrochen fluiddurchlässig ausgebildet.
Eine in Fig. 6 dargestellte Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform eines Basisabschnitts 170 zeigt einen segmentierten Zuführverteilerraum 130.
Der Zuführverteilerraum 130 ist dabei mit mehreren, beispielsweise acht, Trennwänden 180 versehen, wodurch sich mehrere, insbesondere acht, Zu- führverteilerraumsegmente 182 des Zuführverteilerraums 130 ergeben.
Jedem Zuführverteilerraumsegment 182 ist vorzugsweise eine separate Einlassöffnung 178 zugeordnet, so dass über die Verteilerventile 120 der Gaszuführung 116 jedem Zuführverteilerraumsegment 182 unabhängig von den weiteren Zuführverteilerraumsegmenten 182 ein gewünschter Gasvolumenstrom zuführbar ist.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel für eine Trennwand 180, welche beispielsweise mittels zwei seitlicher Vorsprünge oder Halteelemente 184 an dem Basisabschnitt 170 festlegbar ist.
Die seitlichen Vorsprünge oder Halteelemente 184 können hierzu vorzugsweise in korrespondierend ausgebildeten Ausnehmungen 185 in dem Basisabschnitt 170 aufgenommen, insbesondere verschraubt, werden.
Die Trennwände 180 sind somit wahlweise in dem Basisabschnitt 170 montierbar oder von demselben entfernbar. - -
Fig. 8 zeigt eine Trennplatte 134, welche mit mehreren Durchtrittsöffnungen 136 versehen ist.
Die Durchtrittsöffnungen 136 sind vorzugsweise konturfolgend bezogen auf den zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 in der Trennplatte 134 angeordnet. Insbesondere sind die Durchtrittsöffnungen 136 somit in einer elliptischen Ringform angeordnet.
Die Trennplatte 134 ist insbesondere unmittelbar auf dem Basisabschnitt 170 des Grundkörpers 128 der Brennervorrichtung 112 anordenbar.
Wie Fig . 9 zu entnehmen ist, kann beispielsweise eine mit einer elliptischen Durchtrittsöffnung 186 versehene Abstandsplatte 188 des Grundkörpers 128 auf der Trennplatte 134 angeordnet werden.
Die Abstandsplatte 188 ist vorzugsweise ebenfalls mit Trennwänden 180 versehen, um den mittels der Abstandsplatte 188 gebildeten Rückschlagraum 132 in mehrere Rückschlagraumsegmente 190 zu unterteilen.
Die Trennwände 180 sind dabei längs der Strömungsrichtung 168 auf die Trennwände 180 in dem Basisabschnitt 170 folgend angeordnet, so dass die Rückschlagraumsegmente 190 sich passend an die Zuführverteilerraum- segmente 182 anschließen.
Wie den Fig . 10 und 11 zu entnehmen ist, folgt auf die Abstandsplatte 188 insbesondere die Strömungsplatte 140 und darauf die Flammenbegrenzungsplatte 142, welche die bereits zuvor beschriebene Ausnehmung 144 aufweist.
Die Ausnehmung 144 ist dabei ebenfalls konturfolgend bezüglich des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 ausgebildet. Somit ist insbesondere eine elliptische Ausnehmung 144 in der Flammenbegrenzungsplatte 142 vorgesehen. - -
Eine Brennraumplatte 192, welche eine konturfolgende, insbesondere elliptische, Durchtrittsöffnung 186 aufweist, folgt vorzugsweise in der
Strömungsrichtung 168 auf die Flammenbegrenzungsplatte 142.
Vorzugsweise ist die Brennraumplatte 192 mit Trennwänden 180 versehen, welche insbesondere passend zu den Trennwänden 180 der Abstandsplatte 188 und der Grundplatte 172 angeordnet sind .
Mittels der Trennwände 180 in der Brennraumplatte 192 sind insbesondere mehrere Brennraumsegmente 194 gebildet, welche sich insbesondere passend an die Rückschlagraumsegmente 190 anschließen.
Die Brennraumplatte 192 ist ferner mit Durchführungen 196 zur Aufnahme der Zündvorrichtungen 146 versehen.
Durch die Durchführungen 196 sind die einzelnen Brennraumsegmente 194 insbesondere in einer senkrecht zur Strömungsrichtung 168 verlaufenden Richtung von außerhalb des Grundkörpers 128 zugänglich, so dass insbesondere jeweils eine Zündkerze 148 von außerhalb des Grundkörpers 128 in das jeweilige Brennraumsegment 194 hineinragen kann.
Die Brennraumplatte 192 kann mit einer Trennplatte 134 gemäß Fig. 8 versehen sein, insbesondere um den Brennraum 138 von dem Homogenisierraum 150 zu trennen (siehe insbesondere Fig . 4).
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass auf die Brennraumplatte 192 eine oder mehrere Abstandsplatten 188 gemäß Fig. 9 folgen, um letztlich den Brennraum 138 in der Strömungsrichtung 168 zu erweitern oder einen zusätzlichen, insbesondere nicht getrennten, Homogenisierraum 150 zu schaffen. - -
Der Homogenisierraum 150 oder gegebenenfalls auch direkt der Brennraum 138 wird mittels der in Fig. 13 dargestellten Drosselplatte 156 der Drosselvorrichtung 154 abgedeckt (siehe Fig . 15).
Die Drosselplatte 156 umfasst vorzugsweise mehrere Gewindebohrungen 198 (siehe Fig. 14), welche insbesondere elliptisch und konturfolgend bezüglich dem zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 angeordnet sind .
Die Gewindebohrungen 198 sind dabei insbesondere in einer ringförmig geschlossenen Reihe angeordnet.
Zu beiden Seiten der Reihe von Gewindebohrungen 198 ist jeweils eine Reihe von Durchtrittsöffnungen 136 vorgesehen.
Die Durchtrittsöffnungen 136 sind dabei insbesondere derart relativ zu den Gewindebohrungen 198 angeordnet, dass in die Gewindebohrungen 198 eingebrachte, insbesondere eingeschraubte, Drosselelemente 158 je nach Position und Ausrichtung des jeweiligen Drosselelements 158 die Durchtrittsöffnungen 136 variabel freigeben oder verschließen.
Mittels der Drosselelemente 158 ist somit insbesondere ein freier Strömungsquerschnitt der Drosselplatte 156 einstellbar.
Fig. 16 zeigt die Applikationsvorrichtung 160, welche konturfolgend angeordnete, insbesondere in einer ringförmig geschlossenen Reihe elliptisch angeordnete, Applikationsrohre 162 umfasst.
Die Applikationsrohre 162 sind an der Applikationsplatte 164 festgelegt und bei der dargestellten Ausführungsform der Applikationsvorrichtung 160 alle im Wesentlichen identisch ausgebildet. - -
Mittels der in den Fig . 5 bis 16 komponentenweise dargestellten Heizvorrichtung 108 kann insbesondere ein ebener elliptischer Randbereich 200 eines ovalen Kunststoffbauteils 202 erhitzt werden (siehe Fig . 17).
Wie insbesondere aus einer Gesamtbetrachtung der Fig . 1 bis 17 hervorgeht, kann durch die konturnahe Ausgestaltung der gesamten Brennervorrichtung 112 und der gesamten Strömungsvorrichtung 114 eine sehr gleichmäßige und lokal anpassbare Gaszuführung ausgehend von dem Zuführverteilerraum 130 bis zu dem zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 realisiert werden.
Während bei der dargestellten elliptischen Ausgestaltung des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 eine derartige gleichmäßige Zuführung aufgrund der einfachen Geometrie nicht zwingend erforderlich erscheint, ist die konturfolgende Ausgestaltung jedoch bei komplizierteren Geometrien des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 sehr empfehlenswert.
Durch den gewählten Aufbau der Heizvorrichtung 108 kann vorzugsweise auch bei dreidimensional konturiertem zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 eine gleichmäßige Aufheizung gewährleistet werden, indem beispielsweise die Segmentierung der Räume 130, 132, 138, 150, 152 angepasst wird . Ferner kann die Gasströmung in den Zuführverteilerraumsegmenten 182, in den Rückschlagraumsegmenten 190, in den Brennraumsegmenten 194, in den Homogenisierraumsegmenten 204 und/oder in den Abgasverteilerraumsegmenten 206 gezielt variiert werden, um unterschiedliche Abschnitte des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 mit der jeweils erforderlichen Wärme zu versorgen.
Aus Fig . 18 geht zudem hervor, dass auch die Ausgestaltung und Anordnung der Applikationsrohre 162 variiert werden kann, um eine optimale Anpassung der Heizvorrichtung 108 an den zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 zu realisieren. - -
Insbesondere können hierfür unterschied lich lange Appl ikationsrohre 162 vorgesehen sein .
Zudem kann vorgesehen sein, dass die Applikationsrohre 162 in unterschied¬ l ichen Abständen Ai, A2 voneinander angeord net werden, je nachdem, ob d ie jeweils benachbarten Applikationsrohre 162 der Beaufschlagung eines eher schrägen Abschnitts des zu erhitzenden Bereichs 104 oder eines eher geraden Abschnitts des zu erhitzenden Bereichs 104 dienen .
Hierdurch kann insbesondere eine Schrägfläche des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 zuverlässig mit dersel ben Wärmemenge pro Flächenein¬ heit versorgt werden, wie gerade Flächen, das heißt im Wesentl ichen sen krecht zur Strömungsrichtung 168 des Abgases ausgerichtete Flächen .
Dadu rch, dass die Brennervorrichtung 112 aufg rund der segmentierten Ausgestaltung zumindest abschnittsweise in u nabhäng ig voneinander betreibbare Einheiten ( Brennerseg mente 166) geteilt ist, kann eine optimale Anpassung der Heizvorrichtung 108 an den zu erhitzenden Bereich 104 des Objekts 102 ermögl icht werden .
Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Bren nervorrichtung 112 in vol lkommen unabhäng ig voneinander betreibbare Brennerseg mente 166 aufgeteilt ist, so dass beispielsweise für jedes Brennerseg ment 166 auch eine separate Zündvorrichtung 146 vorgesehen ist.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass beispielsweise durch lokale Aussparungen in den Trennwänden 180 insbesondere die Brennraumsegmente 194 direkt oberhal b der Flammenbeg renzu ngsplatte 142 fluidwirksam mitei¬ nander verbunden sind , so dass sich eine in einem Brennraumseg ment 194 mittels einer Zündvorrichtung 146 erzeugte Flamme auch in d ie weiteren Brennraumseg mente 194 ausbreiten kann . - -
Beispielsweise kann hier eine Aussparung über eine Höhe von ungefähr 5 mm in den Trennwänden 180 zwischen den Brennraumsegmenten 194 vorgesehen sein.
Bei den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen von Heizvorrichtungen 108 sind sämtliche Räume 130, 132, 138, 150, 152 bezüglich ihrer Haupterstreckungsrichtungen in senkrecht zu der Strömungsrichtung 168 des Abgases ausgerichteten Ebenen angeordnet.
Insbesondere bei dreidimensional konturierten zu erhitzenden Bereichen 104 des Objekts 102 kann jedoch auch vorgesehen sein, dass einzelne oder mehrere der genannten Räume 130, 132, 138, 150, 152 auch in einer parallel zur Strömungsrichtung 168 verlaufenden Richtung konturfolgend bezüglich des zu erhitzenden Bauteils 104 des Objekts 102 ausgebildet sind .
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine durch die Strömungsplatte 140 und/oder die Flammenbegrenzungsplatte 142 vorgegebene Brennfläche auch in der Strömungsrichtung 168 einer Geometrie des zu erhitzenden Bereichs 104 des Objekts 102 folgt.
Bei weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen einer Heizvorrichtung 108 können vorzugsweise einzelne oder mehrere der vorstehend beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass lediglich der Zuführverteilerraum 130 segmentiert ist, während insbesondere der Brennraum 138 nicht-seg- mentiert ausgebildet ist. - -
Bezugszeichenliste
100 Heizanlage
102 Objekt
104 zu erhitzender Bereich
106 Schweißvorrichtung
108 Heizvorrichtung
110 Quermittelebene
112 Brennervorrichtung
114 Strömungsvorrichtung
116 Gaszuführung
118 Mischvorrichtung
120 Verteilerventil
122 Zuführleitung
124 Rückschlagsicherung
126 Flammenrückschlagpatrone
128 Grundkörper
130 Zuführverteilerraum
132 Rückschlagraum
134 Trennplatte
136 Durchtrittsöffnung
138 Brennraum
140 Strömungsplatte
142 Flammenbegrenzungsplatte
144 Ausnehmung
146 Zündvorrichtung
148 Zündkerze
150 Homogenisierraum
152 Abgasverteilerraum
154 Drosselvorrichtung
156 Drosselplatte
158 Drosselelement
160 Applikationsvorrichtung - -
162 Applikationsrohr
164 Appl ikationsplatte
166 Brennersegment
168 Strömungsrichtu ng
170 Basisabschnitt
172 Grund platte
174 Vertiefung
176 U nterseite
178 Einlassöffnung
180 Trennwand
182 Zuführverteilerraumsegment
184 Halteelement
185 Ausnehmung
186 el liptische Durchtrittsöffnung 188 Abstandsplatte
190 Rückschlagraumseg ment
192 Brenn raumplatte
194 Brennraumsegment
196 Du rchfü hrung
198 Gewindebohrung
200 Randbereich
202 Kunststoffbauteil
204 Homogenisierraumsegment
206 Abgasverteilerraumsegment
Ai Abstand
A2 Abstand
I Innendurchmesser
L Länge

Claims

Patentansprüche
1. Heizvorrichtung (108) zum Erhitzen eines Objekts (102), wobei die Heizvorrichtung (108) Folgendes umfasst:
eine Brennervorrichtung (112), welche einen Brennraum (138) umfasst, wobei in dem Brennraum (138) durch chemische Umsetzung von Brennstoff und Oxidator erhitztes Abgas bereitstellbar ist;
eine Strömungsvorrichtung (114), mittels welcher das Abgas einem zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) zuführbar ist.
2. Heizvorrichtung (108) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum (138), ein Rückschlagraum (132), ein
Zuführverteilerraum (130), ein Homogenisierraum (150) und/oder ein Abgasverteilerraum (152) der Heizvorrichtung (108) segmentiert ausgebildet sind .
3. Heizvorrichtung (108) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum (138), ein Rückschlagraum (132), ein Zuführverteilerraum (130), ein Homogenisierraum (150) und/oder ein Abgasverteilerraum (152) der Heizvorrichtung (108) bezüglich einer Strömungsrichtung (168) des Abgases in einer Umfangsrichtung segmentiert ausgebildet sind .
4. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Brennraum (138) segmentiert ausgebildet ist und dass jedem Brennraumsegment (194) des Brennraums (138) eine Zündvorrichtung (146) der Heizvorrichtung (108) zum Zünden eines brennbaren Gemisches aus Brennstoff und Oxidator zugeordnet ist.
5. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum (138) fluidwirksam unmittelbar miteinander verbundene Brennraumsegmente (194) umfasst, wobei aufgrund der fluidwirksamen Verbindung sich eine in einem Brennraumsegment (194) angeordnete Flamme auf mindestens ein weiteres Brennraumsegment (194), insbesondere auf alle anderen Brennraumsegmente (194), ausbreiten kann.
6. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Zuführverteilerraum (130) der Heizvorrichtung (108), ein Rückschlagraum (132), der Brennraum (138), ein Homogenisierraum (150) der Heizvorrichtung (108) und/oder ein Abgasverteilerraum (152) der Heizvorrichtung (108) gemeinsam in einem Grundkörper (128) der Heizvorrichtung (108) angeordnet und/oder ausgebildet sind .
7. Heizvorrichtung (108) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (128) einen Schichtaufbau aufweist und insbesondere mehrere mit Vertiefungen (174) und/oder mit Durchtrittsöffnungen (186) versehene Platten umfasst, wobei die Vertiefungen (174) und/oder die Durchtrittsöffnungen (186) den Zuführverteilerraum (130) der Heizvorrichtung (108), den Rückschlagraum (132) der Heizvorrichtung (108), den Brennraum (138), den Homogenisierraum (150) der Heizvorrichtung (108) und/oder den Abgasverteilerraum (152) der Heizvorrichtung (108) bilden.
8. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der Brennraum (138) und ein Abgasverteilerraum (152) der Heizvorrichtung (108) mittels einer Drosselvorrichtung (154) voneinander getrennt sind .
9. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (108) eine Drosselvorrichtung (154) zur Variation eines Abgasvolumenstroms des dem zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) zuzuführenden Abgases umfasst.
10. Heizvorrichtung (108) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselvorrichtung (154) ein oder mehrere Drosselelemente (158) umfasst, welche zwischen dem Brennraum (138) oder einem Homogenisierraum (150) der Heizvorrichtung (108) einerseits und einem Abgasverteilerraum (152) der Heizvorrichtung (108) andererseits angeordnet sind.
11. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form des Brennraums (138) zumindest näherungsweise einer Form des zu erhitzenden Bereichs (104) des Objekts (102) entspricht.
12. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennervorrichtung (112) einen Zuführverteilerraum (130) umfasst, dessen Form zumindest näherungsweise einer Form des zu erhitzenden Bereichs (104) des Objekts (102) entspricht.
13. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennervorrichtung (112) einen Abgasverteilerraum (152) umfasst, dessen Form zumindest näherungsweise einer Form des zu erhitzenden Bereichs (104) des Objekts (102) entspricht.
14. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine senkrecht zu einer Strömungsrichtung (168) des Abgases genommene Querschnittsform des Brennraums (138) zumindest abschnittsweise und zumindest näherungsweise einer Form entspricht, welche der zu erhitzende Bereich (104) des Objekts (102) aufweist, wenn der zu erhitzende Bereich (104) des Objekts (102) längs der Strömungsrichtung (168) in eine senkrecht zur Strömungsrichtung (168) des Abgases verlaufende Ebene projiziert wird.
15. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennervorrichtung (112) einen Zuführverteilerraum (130) umfasst, dessen senkrecht zu einer Strömungsrichtung (168) des Abgases genommene Querschnittsform zumindest abschnittsweise und zumindest näherungsweise einer Form entspricht, welche der zu erhitzende Bereich (104) des Objekts (102) aufweist, wenn der zu erhitzende Bereich (104) des Objekts (102) längs der Strömungsrichtung (168) in eine senkrecht zur Strömungsrichtung (168) des Abgases verlaufende Ebene projiziert wird .
16. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennervorrichtung (112) einen Abgasverteilerraum (152) umfasst, dessen senkrecht zu einer Strömungsrichtung (168) des Abgases genommene Querschnittsform zumindest abschnittsweise und zumindest näherungsweise einer Form entspricht, welche der zu erhitzende Bereich (104) des Objekts (102) aufweist, wenn der zu erhitzende Bereich (104) des Objekts (102) längs der Strömungsrichtung (168) in eine senkrecht zur Strömungsrichtung (168) des Abgases verlaufende Ebene projiziert wird.
17. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuführverteilerraum (130), ein Rückschlagraum (132), der Brennraum (138), ein Homogenisierraum (150) und/oder ein Abgasverteilerraum (152) der Heizvorrichtung (108) längs der Strömungsrichtung (168) des Abgases aneinander angrenzende Abschnitte eines Hohlzylinders sind.
18. Heizvorrichtung (108) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundfläche des Hohlzylinders eine Form aufweist, welche zumindest näherungsweise einer Form entspricht, die der zu erhitzende Bereich (104) des Objekts (102) aufweist, wenn der zu erhitzende Bereich (104) des Objekts (102) längs der Strömungsrichtung (168) in eine senkrecht zur Strömungsrichtung (168) des Abgases verlaufende Ebene projiziert wird .
19. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuführverteilerraum (130) der Heizvorrichtung (108) und der Brennraum (138) mittels einer Rückschlagsicherung (124) zur Vermeidung eines Flammenrückschlags, insbesondere mittels eines Rückschlagraums (132), und/oder mittels einer Strömungsplatte (140) und/oder mittels einer Flammenbegrenzungsplatte (142) voneinander getrennt sind.
20. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zu erhitzende Bereich (104) des Objekts (102), ein Rückschlagraum (132), der Brennraum (138), ein
Zuführverteilerraum (130), ein Homogenisierraum (150) und/oder ein Abgasverteilerraum (152) ringförmig geschlossen ausgebildet sind.
21. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (108) eine Applikationsvorrichtung (160) zum Applizieren des Abgases auf den zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) umfasst, wobei die Applikationsvorrichtung (160) mehrere Applikationsrohre (162) umfasst, welche insbesondere einer Form des zu erhitzenden Bereichs (104) des Objekts (102) folgend nebeneinander aufgereiht sind.
22. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationsrohre (162) an eine dreidimensionale Form des zu erhitzenden Bereichs (104) des Objekts (102) an- gepasste Längen (L) aufweisen.
23. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationsrohre (162) in unterschiedlichen Abständen (Ai, A2) voneinander angeordnet sind, wobei die Abstände (Ai, A2) kleiner sind, wenn das mittels der jeweiligen Applikationsrohre (162) applizierte Abgas in einem spitzeren Winkel auf den zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) auftrifft, und wobei die Abstände (Ai, A2) größer sind, wenn das mittels der jeweiligen Applikationsrohre (162) applizierte Abgas in einem stumpferen Winkel auf den zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) auftrifft.
24. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (108) eine Applikationsvorrichtung (160) zum Applizieren des Abgases auf den zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) umfasst, wobei die Applikationsvorrichtung (160) mehrere Applikationsrohre (162) umfasst, welche an einer gemeinsamen Applikationsplatte (164) festgelegt sind.
25. Heizvorrichtung (108) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationsplatte (164) den Abgasverteilerraum (152) in der Strömungsrichtung (168) des Abgases begrenzt.
26. Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet,
dass die Heizvorrichtung (108) eine Applikationsvorrichtung (160) zum Applizieren des Abgases auf den zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) umfasst, wobei die Applikationsvorrichtung (160) mehrere Applikationsrohre (162) umfasst, und
dass die Heizvorrichtung (108) eine Drosselvorrichtung (154) zur Variation eines Abgasvolumenstroms des dem zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) zuzuführenden Abgases umfasst, wobei die Drosselvorrichtung (154) mehrere Drosselelemente (158) umfasst, wobei jeweils ein oder mehrere Drosselelemente (158) jeweils einem oder mehreren Applikationsrohren (162) zugeordnet sind.
27. Heizanlage (100), umfassend eine, zwei oder mehr Heizvorrichtungen (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 26.
28. Heizanlage (100) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Heizvorrichtungen (108) spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich einer senkrecht zur Strömungsrichtung (168) des Abgases ausgerichteten Ebene, insbesondere einer Quermittelebene (110) der Heizanlage (100), ausgebildet und/oder angeordnet sind.
29. Heizverfahren zum Erhitzen eines Objekts (102), wobei Brennstoff und Oxidator einer Heizvorrichtung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 28 zugeführt werden, wobei in dem Brennraum (138) der Brennervorrichtung (112) Abgas erzeugt wird, welches über die Strömungsvorrichtung (114) einem zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) zugeführt wird .
30. Heizverfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Gemisch aus Brennstoff und Oxidator mehreren Brennersegmenten (166) der Brennervorrichtung (112) zugeführt wird und dass angepasst an eine Form und/oder Kontur des zu erhitzenden Bereichs (104) des Objekts (102) mittels der Brennersegmente (166) das Gemisch aus Brennstoff und Oxidator in Abgas umgewandelt und dem zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) zugeführt wird.
31. Heizverfahren nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Brennersegmenten (166) der Brennervorrichtung (112) ein Gemisch aus Brennstoff und Oxidator mit unterschiedlichen Volumenströmen zugeführt wird .
32. Heizverfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, dass mittels mehrerer Brennersegmente (166) der Brennervorrichtung (112) Abgasströme mit unterschiedlichen Volumen- strömen erzeugt werden und dass diese Abgasströme mehreren Applikationsrohren (162) einer Applikationsvorrichtung (160) der Heizvorrichtung (108) zugeführt und mittels dieser Applikationsrohre (162) auf den zu erhitzenden Bereich (104) des Objekts (102) appliziert werden.
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