Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennervorrichtung zur Verbrennung von mindestens einem Brennstoff mit mindestens einem Oxidator. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennerkammervorrichtung mit einer Brennervorrichtung und ferner eine thermische Abgasreinigungsanlage mit einer Brennervorrichtung.

Immer strengere gesetzliche Vorgaben bedingen beispielsweise bei thermischen Abluftreinigungssystemen eine Tendenz hin zu immer niedrigeren NO _x -Werten, welche mit den bisherigen Brennervorrichtungen bzw. Brennern kaum noch zu erreichen sind, da derzeit u.a. noch sehr hohe Brennkammertemperaturen bei geringem Massenstrom vorherrschen. Zudem tritt bei klassischen Low-NO _x -Strahlbrennern der Brennstrahl tief in das Strömungsgebiet nach dem Brennerkopf ein, wodurch seitlich dieses Strahls größere Re- zirkulationsgebiete entstehen. Infolgedessen wird versucht, eine schnelle Homogenisierung von Brennstoff und Oxidator durch eine komplexe Eindüsungsgeometrie zu erreichen, was aber bei größeren Brennern schnell zu hohen Investitionen führt. Schließlich sind die aktuellen Brenner nicht für die Nutzung von Wasserstoff ausgelegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einfach und kostengünstig herzustellen ist, eine gleichmäßige und schnelle Durchmischung von Brennstoff und Oxidator erzielt, geringere NO _x -Emissionen verursacht und/oder zumindest für die Nutzung von Wasser- stoff/Methan-Gemischen vorbereitet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Brennervorrichtung zur Verbrennung von mindestens einem Brennstoff mit mindestens einem Oxidator bereitgestellt wird, wobei die Brennervorrichtung eine zentrale Längsachse und eine zur zentralen Längsachse zumindest annähernd parallele Hauptströmungsrichtung aufweist, und wobei die Brennervorrichtung Folgendes umfasst: einen Brennerkopf zur Zuführung von Brennstoff und/oder Oxidator zu einer Brennkammer, und ein Flammrohr, in welchem der Brennerkopf angeordnet ist,

Der Brennerkopf umfasst Folgendes: zumindest eine Eindüsungsvorrichtung mit mehreren Eindüsungsöffnungen zur Eindüsung von Brennstoff, und zumindest eine Blendenplatte mit mehreren Blendenöffnungen für Brennstoff und/oder Oxidator, wobei die zumindest eine Blendenplatte bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärts der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung angeordnet ist; und/oder wobei die zumindest eine Blendenplatte mehrere unterschiedlich ausgebildete Blendenöffnungen umfasst; und/oder wobei die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung mehrere unterschiedlich ausgebildete Eindüsungsöffnungen umfasst.

Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Brennervorrichtung kann sein, dass im Vergleich zu herkömmlichen Brennervorrichtungen deutlich niedrigere NO _x -Werte bei einer gleichmäßigeren Verbrennung erreicht werden können. Durch eine gleichmäßigere und schnellere Durchmischung von Brennstoff und Oxidator werden die entsprechenden thermischen Reaktionen beschleunigt, wodurch sich die Brennkammertemperatur senken lässt.

Insbesondere der Einsatz der Blendenplatte optimiert vorzugsweise die Rezirkulationszo- nen, die Flammenankerung und/oder die Flammenstabilisierung. Vorzugsweise werden zudem der eingedüste Brennstoff oder Oxidator beschleunigt und/oder eine verbesserte Durchmischung von Brennstoff und Oxidator ermöglicht. Im Ergebnis kann die Verbrennung, wie bereits erwähnt, vorzugsweise bei niedrigeren Temperaturen ablaufen, wodurch insbesondere die NO _x -Emissionen gesenkt werden.

Es ist ferner möglich, dass je zwei benachbarte Blendenöffnungen der zumindest einen Blendenplatte und/oder je zwei benachbarte Eindüsungsöffnungen der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung unterschiedlich in Form, Dimensionierung und/oder ihrer Ausrichtung zueinander und/oder in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung bzw. zentrale Längsachse ausgebildet und/oder angeordnet sind.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Anordnung der zumindest einen Blendenplatte an der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung bedeutet, dass diese in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander angeordnet sein können, ohne dabei jedoch die Strömung des Oxidators um die Eindüsungsvorrichtung herum durch die Blendenöffnungen der zumindest einen Blendenplatte hindurch zu verhindern.

Es soll ferner verstanden werden, dass die zentrale Längsachse vorzugsweise eine Symmetrieachse entlang der Brennervorrichtung ist und dass die dazu insbesondere parallele Hauptströmungsrichtung eine axiale Richtung ist, d.h. hinsichtlich der Hauptströmungsrichtung bleibt jegliche Verd hung unberücksichtigt, wenn nicht explizit anders angegeben.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Brennerkopf weiter zumindest eine Drallvorrichtung zur Verdrehung des durch den Brennerkopf zugeführten Brennstoffs und/oder Oxidators umfasst, welche bezüglich der Hauptströmungsrichtung zumindest teilweise stromaufwärts der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung angeordnet ist.

Hierdurch wird der durchströmende Anteil des Oxidators nur einmal für die Verdrehung umgelenkt und somit kann die Strömungsgeschwindigkeit vorzugsweise fast unverändert für die Durchmischung mit dem Brennstoff verwendet werden. Die Eindüsung des Brennstoffs wird durch einen derartigen Aufbau vorzugsweise optimiert und es kommt optimalerweise zu weniger Druckverlusten und/oder niedrigeren Emissionen.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Drallvorrichtung mit der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung verbunden ist oder einen Abstand zu der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung aufweist, welcher konstant ist oder variabel einstellbar ist.

Vorstellbar ist, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung an dem in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung stromabwärtsseitigen Ende der zumindest einen Drallvorrichtung zumindest teilweise in diese integriert ist. Aber auch ein fester Abstand zwischen der zumindest einen Drallvorrichtung und der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung kann vorteilhaft sein. Ferner ermöglicht ein variabel einstellbarer Abstand auf veränderliche Randbedingungen des Strömungssystems der Brennervorrichtung zu reagieren, um den Verbrennungsvorgang so anzupassen zu können, dass die NO _x -Emissionen effizient reduziert werden. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Drallvorrichtung mit der zumindest einen Blendenplatte verbunden ist.

Durch eine Verbindung der zumindest einen Drallvorrichtung mit der zumindest einen Blendenplatte und der zwischen diesen beiden angeordneten, zumindest einen Eindüsungsvorrichtung kann in vorteilhafter weise eine kompakte Bauform der Brennervorrichtung realisiert werden.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drallvorrichtung mehrere Drallkörper umfasst, welche zur Verdrallung des durchströmenden Brennstoffs und/oder Oxidators gegenüber der Hauptströmungsrichtung jeweils um eine radiale Achse, bezogen auf die zentrale Längsachse, geneigt sind.

Die Drallkörper können vorzugsweise die Form von geraden oder gebogenen Platten aufweisen; vorstellbar sind u.a. aber auch Flügelprofile oder dergleichen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Drallkörpern in einer Umfangsrichtung, bezogen auf die zentrale Längsachse, äquidistant zueinander angeordnet sind, da somit eine gleichmäßige Verdrehung des durchströmenden Oxidatoranteils gewährleistet wird und es auf Höhe der Drehkörper nicht zu lokalen Druckunterschieden bzw. -Verlusten kommt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung erstrecken sich die Drehkörper lediglich bis zur Innenseite des Flammrohrs. Allerdings können sich die Drehkörper auch in einer möglichen weiteren Ausgestaltung radial zur zentralen Längsachse durch schlitzförmige Öffnungen des Flammrohrs erstrecken, wodurch zum einen eine kompakte Bauform ermöglicht und zum anderen die Möglichkeit der Verdrehung durch den das Flammrohr radial überragenden Abschnitt der Drehkörper auch für einen gewissen Bereich außerhalb des Flammrohrs verfügbar gemacht wird.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehkörper an ihren bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromaufwärtsseitigen Kanten einen Vorsprung aufweisen.

Günstig an derartigen Vorsprüngen kann es sein, dass der durchströmte Bereich mit variablen Flammenhöhen beaufschlagt wird, d.h. es wird in Abhängigkeit der konkreten Ausgestaltung der Vorsprünge Einfluss auf die Flammhöhe in Hauptströmungsrichtung genommen.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Flammrohr an seinem bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärtsseitigen Ende mindestens einen Diffusor ausbildet.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der Diffusor die Rezirkulation der inneren Strömung fördert und/oder wenn aufgrund des Diffusors das Flammrohr in seiner Geometrie stabilisiert wird, beispielsweise das entsprechende Ende des Flammrohrs eine im Vergleich zu einer zylinderförmigen Ausgestaltung erhöhte Steifigkeit aufweist. Der Diffusor bewirkt vorzugsweise ein Aufklappen des sekundären Anteils des Oxidators oder der Sekundärluft, welche außen am Flammrohr entlangströmt. Ein Aufklappen bzw. Aufweiten dieses Oxidator- anteils kann besonders wichtig für eine schnelle Durchmischung von Brennstoff und Oxidator sein, was vorzugsweise zu einer besseren Abluftreinigung führt.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Diffusor bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärts eine stetige Querschnittserweiterung aufweist.

Die notwendige oder gewünschte Geschwindigkeit der Durchmischung ist u.a. durch den Öffnungswinkel und den Verlauf der Querschnittserweiterung einstellbar, sodass eine stetige Querschnittserweiterung lediglich als besonders vorteilhaft angesehen wird.

Der Öffnungswinkel der Querschnittserweiterung kann gleichbleibend sein. Möglich ist aber auch, dass der Öffnungswinkel der Querschnittserweiterung zu- oder abnimmt.

Sofern der Diffusor mittels eines additiven Fertigungsverfahrens wie dem 3D-Druck hergestellt wird, kann es sich ergeben, dass fertigungsbedingt Stufen ausgebildet werden.

Diese in der Regel nicht stark ausgeprägte Stufenkontur auf Außen- und/oder Innenfläche des Diffusors soll ebenso als stetige Querschnittserweiterung verstanden werden.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung erste Eindüsungsöffnungen aufweist, deren Mittelachsen zumindest annähernd in die Hauptströmungsrichtung weisen. Hierdurch wird der Brennstoff und/oder Oxidator zumindest annährend parallel zur Hauptströmungsrichtung in die Brennerkammer eingedüst, wobei als Mittelachse einer Eindüsungsöffnung deren Hauptausströmungsrichtung zu verstehen ist.

Vorstellbar ist aber auch, dass die Mittelachsen der Eindüsungsöffnungen und die Hauptströmungsrichtung einen Winkel größer Null einschließen, da es vorteilhaft sein kann, die Eindüsungsöffnungen nicht in Richtung der Hauptströmungsrichtung auszurichten, sondern in Abhängigkeit weiterer einstellbarer Elemente der Brennervorrichtung einen Winkel gegenüber der Hauptströmungsrichtung vorzugeben, beispielsweise um die Durchmischung von eingedüstem Brennstoff und durchströmendem Oxidator zu optimieren.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine der ersten Eindüsungsöffnungen einen in Hauptströmungsrichtung hervorragenden Eindüsungsstutzen aufweist.

Günstig ist dabei, dass Eindüsungsstutzen an den Eindüsungsöffnungen in Abhängigkeit ihres Profils bzw. ihrer Geometrie entlang der Mittelachse die Austrittsgeschwindigkeit des Brennstoffs aus der Eindüsungsöffnung erhöhen können.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung zweite Eindüsungsöffnungen aufweist, deren Mittelachsen jeweils mit der Hauptströmungsrichtung einen Winkel zwischen 0 Grad und 90 Grad einschließen.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die zweiten Eindüsungsöffnungen einen von Null verschiedenen Winkel mit den ersten Eindüsungsöffnungen einschließen.

Zusätzliche Eindüsungsöffnungen, welche nicht in Hauptströmungsrichtung ausgerichtet sind, ermöglichen vorzugsweise, dass es zu lokaler vorgemischter Verbrennung kommt oder zumindest die lokale Durchmischung von Brennstoff und Oxidator erhöht wird und dadurch insgesamt neben einem erhöhten verfügbaren Brennstoffvolumen die Homogenisierung des Gemisches beschleunigt wird.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die ersten und zweiten Eindüsungsöffnungen unabhängig voneinander steuerbar sind, d.h. es können entweder die ersten, die zweiten, oder die ersten und zweiten Eindüsungsöffnungen aktiviert bzw. deaktiviert werden, wodurch sich der Volumenstrom an Brennstoff einstellen lässt. Des Weiteren ist es möglich, dass über die ersten und die zweiten Eindüsungsöffnungen unterschiedliche Brennstoffe eingedüst werden. Die ersten und zweiten Eindüsungsöffnungen der zumindest einen Eindüsungsvorrichtung können alternierend oder gruppenweise angeordnet sein.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung ein Rohrring, eine sternförmige, geschlossene Rohranordnung, ein Rohrring mit einem fluidisch verbundenen, innenliegenden Rohrkreuz oder ein Rohrkreuz ist.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die Eindüsungsvorrichtungen nicht auf eine bestimmte Ausgestaltung eingeschränkt. Vielmehr ist in Abhängigkeit des konkreten Anwendungsfalls eventuell eine andere Ausgestaltung als ein Rohrring vorzugwürdig. So bietet z.B. die Variante eines Rohrrings mit fluidisch verbundenem Innenrohrkreuz die Möglichkeit, mehr Brennstoff in einem zentralen Bereich über die zusätzlichen Eindüsungsöffnungen einzudüsen.

Als Rohrkreuz ist eine Anordnung zu verstehen, deren Anzahl an Kreuzstreben und damit verbunden auch der zwischen den Streben herrschende Winkel vom Anwendungsfall abhängen. Dabei soll unter einem Rohrkreuz insbesondere auch eine Anordnung von mindestens Rohrabschnitten verstanden werden, die im Wesentlich strahlenförmig um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet sind, bevorzugt mit einem eingeschlossenen Winkel von 120° zwischen je zwei benachbarten Rohrabschnitten. Die drei Rohrabschnitte sind dabei strömungsleitend mit zumindest einer Zuführung verbunden. Die Zuführung kann sowohl im Zentrum als auch das Rohrkreuz der Rohrabschnitte zumindest teilweise umschließend angeordnet sein.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung einen runden oder eckigen Querschnitt aufweist.

Runde oder rundliche Querschnitte sollen kreisförmige, ovale und elliptische Querschnitte umfassen. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Eindüsungsvorrichtung bezogen auf eine Ebene senkrecht zur zentralen Längsachse wellenförmig ausgebildet ist.

Über eine wellenförmige oder zick-zack-förmige Ausgestaltung einer Eindüsungsvorrichtung lässt sich vorzugsweise Einfluss auf die Flammenhöhe nehmen, wobei zusätzlich vorgesehen sein kann, dass die Ausrichtung der Eindüsungsöffnung einer solchen Eindüsungsvorrichtung in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung im Tal und am Berg der Wellenform unterschiedlich sein kann.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Blendenplatte erste Blendenöffnungen und zweite Blendenöffnungen aufweist.

Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Blendenöffnungen unterschiedlich in Form, Dimensionierung und/oder ihrer Ausrichtung zueinander und/oder in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung bzw. zentrale Längsachse ausgebildet und/oder angeordnet, womit sich Einfluss nehmen lässt auf die Stabilisierung der Flammen.

Bei einer möglichen weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Blendenöffnungen und die zweiten Blendenöffnungen der Blendeplatte alternierend entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind.

Die alternierende Anordnung kann den Vorteil bieten, dass sich verschiedene Verbrennungstypen und/oder Verbrennungsmodi an den jeweiligen Öffnungen einstellen und es so zu einer gegenseitigen Stabilisierung der Verbrennung an benachbarten Öffnungen kommt.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Blendenöffnungen kreisförmige Blendenöffnungen sind und dass die zweiten Blendenöffnungen elliptische, langloch- oder nierenförmige Blendenöffnungen sind.

Durch die unterschiedlichen Geometrien der Blendenöffnungen werden unterschiedliche Zone an der Blendenplatte erzeugt, welche sich vorzugsweise gegenseitig stabilisieren. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweiten Blendenöffnungen bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärtsseitig der zumindest einen Blendenplatte zumindest teilweise abgedeckt sind, wobei der Grad der Abdeckung einstellbar ist.

Einstellbar soll in diesem Zusammenhang einerseits eine Möglichkeit zur Einstellung des Abdeckungsgrades der zweiten Blendenöffnungen in Abhängigkeit der variablen Verbrennungsparameter, wie der Brennkammer-Temperatur, den Volumenströmen, den Drücken etc., bedeuten, d.h. eine Steuerung oder Regelung des Abdeckungsgrades ist möglich. Andrerseits kann sich die Einsteilbarkeit auf die Anpassung des Abdeckungsgrades bei der Fertigung der zumindest einen Blendenplatte oder vor der Inbetriebnahme jeweils in Abhängigkeit des eigentlichen Anwendungsfalls.

Die Abdeckung der zweiten Blendenöffnungen kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung mechanisch über Klappwinkel eingestellt werden.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch die ersten Blendenöffnungen hindurch Brennstoff von je einer der Eindüsungsöffnungen in die Brennkammer zuführbar ist und dass durch die zweiten Blendenöffnungen hindurch Brennstoff von je zwei der Eindüsungsöffnungen in die Brennkammer zuführbar ist.

Günstig kann es sein, wenn innerhalb einer Blendenplatte unterschiedliche Verbrennungsstufen oder Verbrennungstypen stattfinden. Während es an den kreisförmigen, ersten Blendenöffnungen mit einer zugeordneten Eindüsungsöffnung zu einer fetteren Verbrennung kommt, herrscht an den vorzugsweise langlochförmigen, zweiten Blendenöffnungen optimalerweise eine magerere Verbrennung, die wiederum über die fettere Verbrennung stabilisiert wird.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die je zwei Eindüsungsöffnungen, welche durch eine zweite Blendenöffnung Brennstoff in die Brennkammer zuführen, gegenüber einer Längsmittelachse der langlochförmigen Blendenöffnung radial, bezogen auf die zentrale Längsachse, versetzt sind.

Dies kann den Vorteil haben, dass sich die Brennerflamme bzw. die Verbrennung im radial äußeren Bereich stabilisiert. Dies kann auch dadurch bedingt sein, dass es durch die radial versetzte Anordnung von langlochförmiger Blendenöffnung und den zwei Eindüsungsöffnungen an der radial innenliegenden Langseite der langlochförmigen Blendenöffnung zu einem größeren Strom des Oxidators kommt, d.h. an den langlochförmigen Blendenöffnungen entstehen an den radial außenliegen Langseiten heißere Strömungspfade, während sich radial innenliegend vorzugsweise die kälteren Strömungspfade ausbilden.

Anders gesagt, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Mittelpunkt der entsprechenden Blendenöffnungen bzw. deren Mittelachse, bezogen auf die Umfangsrichtung der Blendenplatte, radial weiter innen angeordnet ist als der Mittelpunkt der zugeordneten Eindüsungsöffnung bzw. -Öffnungen, denn dadurch stellt sich eine stabile Flamme am äußeren Rand der Blendenplatte ein.

Dieser Effekt könnte des Weiteren auch, alternativ oder zusätzlich zu einem radialen Versatz der Blenden- und Eindüsungsöffnungen, durch Einschnürungen bzw. Vorsprünge, Aufweitungen oder dergleichen am äußeren und/oder inneren Rand der Blendenplatte erreicht bzw. gefördert werden.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Ableitkörper zur radialen Ableitung des Brennstoffs und/oder Oxidators bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärts im Wesentlichen mittig an der zumindest einen Blendenplatte angeordnet ist.

Der Ableitkörper kann beispielsweise in einer bevorzugten Ausgestaltung kegelstumpfförmig sein, wodurch vorteilhaft der Fluidstrom beim stromabwärtsseitigen Austritt aus der zumindest einen Blendenplatte durch den kegelstumpfförmigen Ableitkörper weiter radial nach außen geführt bzw. gedrängt wird, womit eine schnelle Durchmischung von Brennstoff und Oxidator gefördert wird.

Andere Geometrie sind aber auch vorstellbar, wie z.B. ein Rohr mit einem überstehenden Abschlussdeckelelement am stromabwärtsseitigen Ende.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Brennerkopf eine erste Blendenplatte, eine zweite Blendenplatte, eine erste Eindüsungsvorrichtung und eine zweite Eindüsungsvorrichtung aufweist. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Blendenplatte ringförmig und die erste und die zweite Eindüsungsvorrichtung ringrohrförmig sind, wobei der Ringdurchmesser der zweiten Blendenplatte und der zweiten Eindüsungsvorrichtung größer ist als der Ringdurchmesser der ersten Blendenplatte und der ersten Eindüsungsvorrichtung, und wobei die zweite Blendenplatte und die zweite Eindüsungsvorrichtung radial, bezogen auf die zentrale Längsachse, zu der ersten Blendenplatte und der ersten Eindüsungsvorrichtung beabstandet sind.

Insbesondere sind die zweite Blendenplatte und die zweite Eindüsungsvorrichtung koaxial zu der ersten Blendenplatte und der ersten Eindüsungsvorrichtung angeordnet.

Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung kann die zweistufige Verbrennung mit einer innenliegenden Pilotstufe, umfassend die erste Eindüsungsvorrichtung und die erste Blendenplatte, und einer außenliegenden Hauptstufe, umfassend die zweite Eindüsungsvorrichtung und die zweite Blendenplatte, sein, wobei die Eindüsungsvorrichtungen vorzugsweise den gleichen oder unterschiedliche Brennstoffe eindüsen können. Vorzugsweise sind die beiden Eindüsungsvorrichtungen dabei derart mit einer jeweils zugeordneten Brennstoffversorgung verbunden, dass ein Volumenstrom, ein Druck und/oder eine Dauer der Brennstoffzufuhr zur jeweiligen Eindüsungsvorrichtung voneinander unabhängig steuer- oder regelbar sind.

Optional kann eine Ausgestaltung mit einer weiteren Stufe dahingehend günstig sein, dass ein höheres Volumen an brennbarem Gemisch bereitgestellt wird.

Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Blendenplatte eine Innenkreisscheibe umfasst oder mit einer solchen verbunden ist. Die Innenkreisscheibe ist insbesondere radial innenliegend und/oder beabstandet von der ersten Blendenplatte angeordnet und/oder über Stege mit derselben verbunden.

Über eine geeignete Dimensionierung der Innenkreisscheibe ist die Rezirkulation im stromabwärtsseitigen Gebiet vor dem Brennerkopf anpassbar. Zudem fungiert die Innenkreisscheibe vorzugsweise als Hitzeschild gegenüber der Brennstoffzufuhr. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Blendenplatte und die erste Eindüsungsvorrichtung bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärts oder stromaufwärts der zweite Blendenplatte und der zweiten Eindüsungsvorrichtung angeordnet sind.

Vorteilhaft kann insbesondere eine Anordnung sein, bei welcher die erste Blendenplatte und die erste Eindüsungsvorrichtung stromabwärts vorgelagert sind, weil somit ein Aufklappen bzw. Öffnen der Strömung gefördert und ein Druckabfall gesenkt wird.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzahl der Blendenöffnungen der ersten Blendenplatte und der zweiten Blendenplatte unterschiedlich ist.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die und/oder Innenkontur der ersten Blendenplatte und der zweiten Blendenplatte unterschiedlich sind.

Sowohl die unterschiedliche Anzahl der Blendenöffnungen als auch die unterschiedlichen Konturen sorgen vorzugsweise dafür, dass eine Bildung von Wirbelstraßen unterbunden wird bzw. das Risiko für deren Bildung minimiert wird, womit vorzugsweise zugleich eine periodische Ablösung und damit verbunden auch eine Oszillation der Verbrennung verhindert wird. Ohne eine derartige periodische Ablösung ist der Ausbrand höher und damit auch die Abluftreinigung besser.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Blendenplatte, insbesondere die erste Blendenplatte und/oder die zweite Blendenplatte, zwei oder mehr Segmente umfasst, welche, bezogen auf die Umfangsrichtung der Blendenplatte, beabstandet zueinander angeordnet sind.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Blendenplatte zu der ersten Eindüsungsvorrichtung beabstandet angeordnet ist und dass die zweite Blendenplatte zu der zweiten Eindüsungsvorrichtung beabstandet angeordnet ist.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweiten Blendenöffnungen zumindest eine, vorzugsweise zumindest zwei Ausbuchtungen zur abschnittsweisen Verjüngung aufweisen. Unter dem Begriff "Ausbuchtung" ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ein Bereich der jeweiligen Blendenplatte, Scheibe oder dergleichen zu verstehen, der heraus- oder hervorragt. Durch einen derart heraus- oder hervorragenden Bereich wird die betroffene Blendenöffnung abschnittsweise verjüngt oder der Abstand gegenüberliegender Elemente der Brennervorrichtung abschnittsweise verringert.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Flammrohr so in einem Leitrohr angeordnet ist, dass zwischen dem Flammrohr und dem Leitrohr ein Strömungskanal ausgebildet ist, welcher von einem Teil des Oxidators durchströmbar ist.

Die Aufteilung der Oxidatorströmung in einen primären Anteil, welcher den Brennerkopf und das Flammrohr durchströmt, und einen sekundären Anteil, welcher den ringförmigen Strömungskanal zwischen Leitrohr und Flammrohr durchströmt, beschleunigt vorzugsweise die schnelle Durchmischung des Brennstoffs und des Oxidators.

Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Drallkörper mit ihren bezüglich der zentralen Längsachse radialen Kanten die Innenseite des Leitrohrs berühren.

Dies kann den Vorteil bieten, dass der sekundäre Anteil des Oxidators, welcher den ringförmigen Strömungskanal, der zwischen dem Leitrohr und dem Flammrohr ausgebildet ist, durchströmt, vollständig verdraht wird.

Es ist aber auch vorstellbar, dass die Drallkörper nicht bis an die Innenseite des ersten Leitrohrs heranreichen und so innerhalb des ringförmigen Strömungskanals ein nicht verdrehter Strömungspfad, welcher im Wesentlichen entlang der Innenseite des ersten Leitrohrs verläuft, und ein verdrehter Strömungspfad, welcher im Wesentlichen entlang der Außenseite des Flammrohrs verläuft, entsteht, wobei dies vorzugsweise zumindest für den stromaufwärtsseitigen Eingang des ringförmigen Strömungskanals gilt und/oder wobei es vorzugsweise stromabwärts bedingt durch die Strömungsdynamik zu einer Vermischung der Pfade kommt.

Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann wiederum vorgesehen sein, dass das Leitrohr so in einem weiteren, zweiten Leitrohr bzw. Mantelrohr angeordnet ist, dass zwischen dem Leitrohr und dem Mantelrohr ein zweiter, ringförmiger Strömungskanal ausgebildet ist, welcher von einem Teil des sekundären Oxidatoranteils durchströmbar ist.

Somit entsteht in diesem zweiten, ringförmigen Strömungskanal eine Strömung eines Teils des sekundären Anteils des Oxidators, welche nicht verdraht ist. Die Aufteilung in einen verdrahten und einen nicht verdrahten sekundären Anteil des Oxidators verstärkt vorzugsweise im Ergebnis die Rezirkulation.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Strömungskanal zwischen dem Flammrohr und dem Leitrohr zumindest eine Bypass-Eindüsungsvorrichtung zur Eindüsung von Brennstoff angeordnet ist.

Durch die Bypass-Eindüsungsvorrichtung wird bereits im Strömungskanal Brennstoff mit einem Teil des Oxidators vermischt. Somit steigert die Bypass-Eindüsung die Verbrennung, wobei der Brennstoff, welcher mittels der Bypass-Eindüsungsvorrichtung eingedüst wird, der gleiche Brennstoff wie der über die Eindüsungsvorrichtung eingedüste Brennstoff sein kann oder aber auch ein von diesem verschiedener Brennstoff sein kann.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Strömungskanal zwischen dem Flammrohr und dem Leitrohr zumindest eine weitere Drallvorrichtung zur Verdrehung des Oxidators angeordnet ist.

Hierdurch wird die Durchmischung des durch die Bypass-Eindüsungsvorrichtung eingedüsten Brennstoffs und des durch den Strömungskanal strömenden Oxidatoranteils gefördert.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bypass-Eindüsungsvor- richtung bezüglich der Hauptströmungsrichtung stromabwärts der zumindest einen weiteren Drallvorrichtung angeordnet ist.

Hierdurch wird der Brennstoff der Bypass-Eindüsungsvorrichtung in den verdrahten Oxi- datoranteil eingedüst, was zu einer verbesserten Durchmischung führt. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Oxidator in den Strömungskanal mit einer Geschwindigkeit von 50 m/s bis 70 m/s, insbesondere von 60 m/s, eintritt.

Hierdurch wird kann vorteilhafterweise eine Jet-Strömung am Brennerkammereintritt realisiert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch die Verwendung einer Brennervorrichtung wie vorstehend beschrieben gelöst. Die Brennervorrichtung wird insbesondere zur Abgasreinigung und/oder Abluftreinigung verwendet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch ein Verfahren zum Betrieb einer Brennervorrichtung gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Zuführen von Oxidator zu einem erfindungsgemäßen Brennerkopf zur Ausbildung mindestens eines Oxidatorstroms;

Zuführen von Brennstoff zu einer Eindüsungsvorrichtung des Brennerkopfs; und Eindüsen des Brennstoffs mittels der Eindüsungsvorrichtung des Brennerkopfs in den mindestens einen Oxidatorstrom.

Die Aufgabe kann erfindungsgemäß ferner durch ein Brennkammersystem mit zumindest einer Brennkammer und mit mindestens einer Brennervorrichtung wie vorstehend beschrieben gelöst werden, wobei die Brennervorrichtung an ihrem Außenumfang mit einem Boden der Brennkammervorrichtung verbunden ist.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennervorrichtung in die Brennkammer eingeschoben ist und außerhalb der Brennkammer befestigt ist, wobei zwischen dem Außenumfang der Brennervorrichtung und der Brennkammer ein Strömungskanal ausgebildet ist, welcher von einem Teil des Oxidators durchströmbar ist.

Hierdurch strömt, insbesondere bei einer Brennervorrichtung mit Leitrohr, ein Teil des Oxidators zum einen durch den Strömungskanal zwischen Flammrohr und Leitrohr und zum anderen durch den ringförmigen Spalt zwischen Leitrohr und dem entsprechenden Einschubbereich der Brennkammervorrichtung. Dieser ringförmige Spalt kann in Folge von Fertigungstoleranzen oder aber durch thermische Verformungen asymmetrisch ausgebildet sein. Durch das Vorsehen eines Leitrohrs ist dennoch eine symmetrische Strömung vom Flammrohr zur Öffnung der Brennkammervorrichtung vorherrschend.

Die Aufgabe kann erfindungsgemäß weiter auch durch eine thermische Abgasreinigungsanlage mit einer Brennervorrichtung wie vorstehend beschrieben gelöst werden.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Brennervorrichtung im Zusammenwirken mit einer Basiseinheit befestigt an einer Halterung;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Brennervorrichtung;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung der Ausführungsform aus Fig. 2;

Fig. 4a eine erste schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Brennerkopfes;

Fig. 4b eine zweite schematische perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform eines Brennerkopfes;

Fig. 4c eine dritte schematische perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform eines Brennerkopfes;

Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer ersten und einer zweiten Blendenplatte;

Fig. 6 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines Abschnitts der Ausführungsform eines Brennerkopfes aus Fig. 4a; Fig. 7 eine schematische Darstellung der Strömung zwischen einer Eindüsungsvorrichtung und einer Blendenplatte;

Fig. 8a eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Eindüsungsvorrichtung;

Fig. 8b eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Eindüsungsvorrichtung;

Fig. 8c eine schematische Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform einer Eindüsungsvorrichtung;

Fig. 8d eine schematische Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform einer Eindüsungsvorrichtung;

Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung einer fünften Ausführungsform einer Eindüsungsvorrichtung;

Fig. 10a eine schematische Draufsicht auf eine sechste Ausführungsform einer Eindüsungsvorrichtung;

Fig. 10b eine schematische Draufsicht auf eine siebte Ausführungsform einer Eindüsungsvorrichtung;

Fig. 11 eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Brennerkopfes;

Fig. 12 eine schematische Seitenansicht der zweiten Ausführungsform eines Brennerkopfes aus Fig. 11 ;

Fig. 13 eine schematische perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Brennerkopfes; Fig. 14 eine schematische perspektivische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Brennerkopfes;

Fig. 15 eine schematische perspektivische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines Brennerkopfes;

Fig. 16 eine schematische Draufsicht auf die fünfte Ausführungsform eines Brennerkopfes aus Fig. 15;

Fig. 17 eine schematische perspektivische Teilansicht einer sechsten Ausführungsform eines Brennerkopfes;

Fig. 18 eine schematische perspektivische Teilansicht einer siebten Ausführungsform eines Brennerkopfes;

Fig. 19 eine schematische Schnittdarstellung einer achten Ausführungsform eines Brennerkopfes;

Fig. 20 eine schematische perspektivische Darstellung der Ausführungsform einer Brennervorrichtung im Zusammenwirken mit einer Basiseinheit aus Fig. 1 ; und

Fig. 21 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform einer Brennervorrichtung im Zusammenwirken mit einer Basiseinheit aus Fig. 20.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Brennervorrichtung 100 dargestellt, welche in Strömungsrichtung vor einer Basiseinheit 300 angeordnet ist, welche selbst an und/oder mittels einer Halterung 400 befestigt ist.

Auf die weiteren Elemente oder Baugruppen der Brennervorrichtung 100 und der Basiseinheit 300 wird im Zusammenhang mit den Fig. 20 und 21 näher eingegangen. Eine in Fig. 2 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Brennervorrichtung dient der Verbrennung von mindestens einem Brennstoff mit mindestens einem Oxidator.

Die Brennervorrichtung 100 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine zentrale Längsachse 102 ausgebildet, wobei eine Hauptströmungsrichtung 104 zumindest annähernd parallel zu der zentralen Längsachse 102 verläuft. Bezogen auf die Darstellung der Brennervorrichtung 100 in Fig. 2 ist die Hauptströmungsrichtung 104 von links nach rechts gerichtet.

Die Brennervorrichtung 100 umfasst ein Flammrohr 106, einen Brennerkopf 108 und ein Leitrohr 110. Der Brennerkopf 108 ist so in dem Flammrohr 106 angeordnet, dass das Flammrohr 106 den Brennerkopf 108 stromabwärts überragt.

Das Flammrohr 106 weist an seinem stromabwärtsseitigen Ende einen Diffusor 112 auf. Der Diffusor 112 ist geprägt durch eine stetige Querschnittserweiterung, beispielsweise mindestens ungefähr 15°, vorzugsweise mindestens ungefähr 25°, und/oder höchstens ungefähr 60°, insbesondere höchstens ungefähr 45°.

Das Flammrohr 106 ist in dem Leitrohr 110, welches aus Gründen der Sichtbarmachung darunter befindlicher Elemente in Fig. 2 transparent dargestellt ist, angeordnet, wobei das Leitrohr 110 in Richtung der zentralen Längsachse 102 kürzer ist als das Flammrohr 106.

Zwischen dem Flammrohr 106 und dem Leitrohr 110 ist ein ringförmiger Strömungskanal 114 ausgebildet, in welchen optional eine Bypass-Eindüsungsvorrichtung Brennstoff eindüsen kann, um diesen mit dem durchströmenden Oxidatoranteil zu vermischen.

Der Brennerkopf 108 umfasst eine erste Blendenplatte 116, eine zweite Blendenplatte 118 eine erste Eindüsungsvorrichtung 120, eine zweite Eindüsungsvorrichtung 122, eine Drallvorrichtung 123 mit mehreren Drallkörpern in Form von Drallplatten 124 sowie einen zentralen Hohlkörper 126, der in Fig. 2 nicht vollständig sichtbar ist.

Weitere Einzelheiten zum Brennerkopf 108 werden weiter unten mit Bezug auf Fig. 3 sowie Fig. 4a bis 4c beschrieben. Die Drallplatten 124 erstrecken sich vom zentralen Hohlkörper 126 durch schlitzförmige Öffnungen 128 im Flammrohr 106 bis zur Innenseite des Leitrohrs 110. Zudem weisen die Drallplatten an ihren stromaufwärtsseitigen Kanten jeweils einen Vorsprung 130 auf, welcher an die Innenseite des Leitrohrs 110 angrenzt.

Diese Vorsprünge 130 an den Drallplatten 124, welche auch als Flossen bezeichnen werden können, sollen den durchströmten Bereich, also den ringförmigen Strömungskanal 114 mit variablen Höhen beaufschlagen, d.h. es soll Einfluss auf die Flammenhöhe in Hauptströmungsrichtung 104 genommen werden, um die einhüllenden Heißzone zu verstärken.

Das Flammrohr 106 und der Brennerkopf 108 werden von einem primären Anteil des Oxidators, z.B. Primärluft, durchströmt. Der ringförmige Strömungskanal 114 wird von einem sekundären Anteil des Oxidators, z.B. Sekundärluft, durchströmt.

Der sekundäre Anteil des Oxidators, welcher den ringförmigen Strömungskanal 114 durchströmt, wird durch den im ringförmigen Strömungskanal 114 befindlichen Abschnitt der Drallplatten 124 verdraht und durch die Form des Diffusors 112 nach außen, d.h. von der zentralen Längsachse 102 weg, gelenkt bzw. aufgeklappt.

Durch dieses Aufklappen direkt am stromabwärtsseitigen Ende der Brennervorrichtung 100 wird eine schnelle Homogenisierung des Brenngemisches bewirkt und zudem werden vorzugsweise seitliche kalte Strähnen in der Hauptströmung stromabwärts der Brennervorrichtung 100 unterbunden.

Durch das Zusammenwirken des Diffusors 112 mit den Drallplatten 124 ist weniger Verdrehung, d. h. ein geringerer Neigungswinkel der Drallplatten 124 nötig, was zu einem niedrigeren Druckverlust führt.

Nicht dargestellt in Fig. 1 ist ein optionales Mantelrohr, welches das Leitrohr 110 umgibt. Auch zwischen dem Leitrohr 110 und dem Mantelrohr ist ein ringförmiger Strömungskanal ausgebildet, allerdings sind in diesem zweiten ringförmigen Strömungskanal keine Drallplatten angeordnet. Vielmehr ist der Teil des sekundären Anteils des Oxidators, welcher durch diesen zweiten ringförmigen Strömungskanal hindurchströmt, nicht verdraht. Eine Aufteilung des sekundären Anteils des Oxidators in einen verdrahten Anteil und einen nicht verdrahten Anteil dient der Verstärkung der Rezirkulation.

Es ist ferner vorstellbar, flüchtige organische Verbindungen (volatile organic compounds, kurz VOC) zwischen Flammrohr 106 und Leitrohr 110 und/oder zwischen Leitrohr 110 und Mantelrohr einzudüsen.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt der Brennervorrichtung 100 aus Fig. 2.

In Fig. 3 ist zu erkennen, dass es sich bei der ersten Eindüsungsvorrichtung 120 und der zweiten Eindüsungsvorrichtung 122 um Ringrohre handelt, welche jeweils mehrere Eindüsungsöffnungen 132 aufweisen, wobei diese Eindüsungsöffnungen 132 beispielsweise in Hauptströmungsrichtung 104 weisen.

Ferner werden die erste Eindüsungsvorrichtung 120 und die zweite Eindüsungsvorrichtung 122 durch Brennstoffzuleitungen 134 versorgt.

Die zweite Blendenplatte 118 weist an ihrer Außenkontur Zacken 136 auf, welche die Innenseite des Flammrohrs 106 berühren.

Die Fig. 4a bis 4c zeigen eine erste Ausführungsform eines Brennerkopfs 108, wie in Fig. 2 in der Brennervorrichtung 100 angeordnet dargestellt.

Jede der Drallplatten 124 hat an ihrer stromabwärtsseitigen Kante, also in der Fig. 4a an der nach rechts weisenden Kante, je eine Aufnahme 138 für die erste und die zweite Eindüsungsvorrichtung 120, 122.

Die erste Eindüsungsvorrichtung 120 ist zwischen den Drallplatten 124 und der ersten Blendenplatte 116 in den entsprechenden Aufnahmen 138 der Drallplatten 124 angeordnet und die zweite Eindüsungsvorrichtung 122 ist zwischen den Drallplatten 124 und der zweiten Blendenplatte 118 in den entsprechenden Aufnahmen 138 der Drallplatten 124 angeordnet.

Die erste Eindüsungsvorrichtung 120 kann auch als Pilotstufe und die zweite Eindüsungsvorrichtung 122 als Hauptstufe bezeichnet werden. Der Vorteil an einer Drallerzeugung bzw. Verdrehung des Oxidators nahe an der Eindüsung ist eine Minimierung der Druckverluste, welche wiederum zu niedrigeren Emissionen führen. Anders formuliert kann durch die Kombination der Drallplatten mit den Eindüsungsvorrichtungen 120, 122 die Geschwindigkeit des Oxidators durch einmalige Umlenkung direkt verwendet werden, was eine kompaktere Bauform ermöglicht.

Vorteilhaft ist es, wenn die erste Eindüsungsvorrichtung 120 entlang der zentralen Längsachse 102 stromabwärts der zweiten Eindüsungsvorrichtung 122 angeordnet ist, d.h. die erste Eindüsungsvorrichtung 120 oder auch Pilotstufe ist der zweiten Eindüsungsvorrichtung 122 vorgelagert. Infolgedessen wird das radiale Öffnen der Strömung gefördert und der Druckabfall weiter gesenkt.

Auch ist es vorstellbar, dass stromabwärts der ersten Eindüsungsvorrichtung 120 ein in den Brennraum des Flammrohrs 106 hineinragender Körper an die Innenkreisscheibe 142 angrenzt, vorzugsweise ein kegelstumpfförmiger Körper, dessen Seite mit dem kleineren Durchmesser stromaufwärts weist. Durch diesen zusätzlichen kegelstumpfförmigen Körper wird das radiale Aufweiten bzw. Umlenken der Strömung weiter gefördert. Zudem reduziert ein derartiger Körper die Rezirkulation am Austritt des Brennerkopfs 108 bzw. blockiert einen Teil des Rezirkulationsgebiets, wodurch ein Zusammengehen der Brennerflamme an der ersten und der zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 unterdrückt wird.

Die erste Blendenplatte 116 und die zweite Blendenplatte 118 sind jeweils mittels mehrerer Verbindungen 140, vorzugsweise mit Schraubverbindungen, an der ersten Eindüsungsvorrichtung 120 bzw. an der zweiten Eindüsungsvorrichtung 122 beanstandet und lösbar befestigt.

In Fig. 4b und insbesondere in Fig. 4c als Draufsicht auf den Brennerkopf 108 sind die Form und Ausgestaltung der ersten Blendenplatte 116 und der zweiten Blendenplatte 118 in einer besonders bevorzugten Ausführungsform sowie deren Anordnung über der ersten Eindüsungsvorrichtung 120 und der zweiten Eindüsungsvorrichtung 122 zu erkennen. Sowohl die erste Blendenplatte 116 als auch die zweite Blendenplatte 118 sind im Wesentlichen als Kreisringe ausgebildet. Die Kombination aus zweiter Blendenplatte 118 und zweiter Eindüsungsvorrichtung 122 weist einen größeren Durchmesser auf als die Kombination aus erster Blendenplatte 116 und erster Eindüsungsvorrichtung 120. Zudem sind beide Kombinationen radial voneinander beabstandet angeordnet und/oder koaxial miteinander ausgerichtet.

Bezüglich der ersten Blendenplatte 116 radial innenliegend und auf gleicher Ebene angeordnet ist vorzugsweise eine Innenkreisscheibe 142, welche über mehrere Stege 144, vorzugsweise über acht Stege 144, mit der ersten Blendenplatte 116 verbunden ist.

Die Innenkreisscheibe 142 in ihrer zentralen Position dient vorzugsweise als Hitzeschild bezüglich der Brennstoffzufuhr im Rezirkulationsgebiet.

Die erste Blendenplatte 116 und die zweite Blendenplatte 118 umfassen jeweils mehrere erste Blendenöffnungen 146, welche beispielsweise kreisförmig ausgebildet sind, und mehrere zweite, geometrisch verschiedene Blendenöffnungen 148, welche beispielsweise langlochförmig ausgebildet sind. Die kreisförmigen Blendenöffnungen 146 und die langlochförmigen Blendenöffnungen 148 sind entlang des Umfanges der Blendenplatten 116, 118 vorzugsweise alternierend angeordnet.

Die Blendenfläche der kreisförmigen Blendenöffnungen 146 ist geringer als diejenige der langlochförmigen Blendenöffnungen 148.

Durch die unterschiedliche Größe der Blendenflächen der Blendenöffnungen 146, 148 werden kleine und große Flammen und dementsprechend heiße und kältere Zonen erzeugt. Dies kann den Vorteil bieten, dass die Methanwerte im Brennraum drastisch reduziert werden.

Insbesondere mit Blick auf Fig. 4c ergibt sich, dass beispielsweise die langlochförmigen Blendenöffnungen 148 sich jeweils über zwei Eindüsungsöffnungen 132 erstrecken, wohingegen die kreisförmigen Blendenöffnungen 146 jeweils über nur einer Eindüsungsöffnung 132 angeordnet sind.

Hinzu kommt, dass die Eindüsungsöffnungen 132 der kreisförmigen Blendenöffnungen 146 gegenüber diesen zentriert sind, wohingegen die Eindüsungsöffnungen 132 der langlochförmigen Blendenöffnungen in Bezug auf die Längsachse der langlochförmigen Blendenöffnungen vorzugsweise radial nach außen versetzt sind, da der Biegeradius der jeweiligen Eindüsungsvorrichtung 120, 122 größer ist als der Biegeradius der zugehörigen langlochförmigen Blendenöffnungen 148. Letzteres sorgt dafür, dass die Verbrennung im äußeren Bereich der Brennervorrichtung 100 stabilisiert wird.

Durch die unterschiedliche Anzahl wirksamer Eindüsungsöffnungen 132 der kreisförmigen und der langlochförmigen Blendenöffnungen 146, 148 kommt es innerhalb der Blendenplatten 116, 118 zu zwei unterschiedlichen Verbrennungsverhältnissen. An den kreisförmigen Blendenöffnungen 146 kommt es zu einer fetteren Verbrennung, während an langlochförmigen Blendenöffnungen 148 magerer verbrannt wird, wobei die magerere Verbrennung über die fettere stabilisiert wird.

Die Blendenplatten 116, 118 fördern die Rezirkulation, indem sie den Oxidator in der Nähe der Eindüsungsvorrichtungen 120, 122 beschleunigen, wodurch es zu einer höheren Durchmischung des Oxidators und des Brennstoffes kommt. Die erhöhte Durchmischung ermöglicht eine Verbrennung bei geringerer Temperatur, was zu einer geringeren NOx-Emission führt. Die Verbrennung nahe der Blendenplatten 116, 118 stabilisiert die Volumenverbrennung.

Der Fig. 5 ist zu entnehmen, dass die zweite Blendenplatte 118 entlang ihrer Außenkontur bzw. ihres Außenumfangs Zacken 136 und entlang ihrer Innenkontur bzw. ihres Innenumfangs eckige Ausbuchtungen 150 aufweist. Zudem sind im unverbauten Zustand der zweiten Blendenplatte 118 die Bohrungen 152 für die Verbindungen 140 im Bereich einiger Zacken 136 sichtbar.

Die erste Blendenplatte 116 weist hingegen entlang ihrer Außenkontur bzw. ihres Außenumfangs runde Einbuchtungen 154 auf.

Es soll verstanden werden, dass sowohl die Außenkontur und/oder Innenkontur der ersten Blendenplatte 118 als auch die Außenkontur der ersten Blendenplatte 116 alternativ oder ergänzend einen stetigen Verlauf, wie beispielsweise ein wellenförmiger Verlauf, aufweisen können, welcher abschnittsweise den Abstand zum Flammrohr bzw. den Abstand zwischen erster und zweiter Blendenplatte 116, 118 verringert bzw. vergrößert. Dies hat zur Folge, dass Strömungsinstabilitäten sich gegenseitig weniger verstärken. Ferner ist festzustellen, dass die Anzahl der kreisförmigen und der langlochförmigen Blendenöffnungen 146, 148 in der ersten und der zweiten Blendenplatte 116, 118 unterschiedlich ist.

Durch die Unterschiede in der Außen- bzw. Innenkontur sowie der Anzahl der Blendenöffnungen 146, 148 ist gewährleistet, dass keine Wirbelstraßen entstehen und es zu keinen periodischen Ablösungen kommt, welche zur Oszillation in der Verbrennung führen können. Es folgt daraus ein höherer Ausbrand und dadurch auch eine verbesserte Abluftreinigung.

Mit den Darstellungen der Fig. 6 und Fig. 7 soll noch einmal verdeutlicht werden, dass mit Hilfe der Breite der langlochförmigen Blendenöffnungen 148 und der Breite eines Langlochinnenstegs 156, welcher im Wesentlichen parallel zu einem Langlochaußensteg 158 verläuft, sich die Zufuhr des Oxidators einstellen lässt, wodurch gleichzeitig Einfluss auf die Emission genommen werden kann. Es kann dadurch bewusst eine einhüllende, radial außen befindliche Heißzone erzeugt werden, wodurch der Ausbrand insgesamt erhöht wird. Eine derartige Einstellung der Breiten ist vorzugsweise nur an der zweiten Blendenplatte 118 vorzunehmen.

In Fig. 7 ist diesbezüglich ein heißer Strömungspfad 160 angedeutet, welche dadurch entsteht, dass der Raum zwischen dem Langlochaußensteg 158 und der zweiten Eindüsungsvorrichtung 122 gering ist und daher weniger Oxidator links um die zweite Eindüsungsvorrichtung 122 herumströmen kann. Anders verhält es sich auf der rechten Seite der Eindüsungsvorrichtung, d.h. auf Seiten des Langlochinnenstegs 156, wo mehr Raum für die Strömung vorhanden ist, sodass hier ein größerer Anteil an Oxidator vorbeiströmen kann, was durch die beiden kalten Strömungspfade 162a, 162b angedeutet ist. Im Ergebnis bildet sich außen eine einhüllende Heißzone.

In den Fig. 8a bis 8d werden unterschiedliche Ausführungsformen der Eindüsungsvorrichtungen 120, 122 bzw. der Eindüsungsöffnungen 132 sowie weitere Möglichkeiten einer zusätzlichen Eindüsung präsentiert.

In den Fig. 8a bis 8d verläuft die Hauptströmungsrichtung 104 in der Bildebene von unten nach oben. Während in Fig. 8a die Mittelachse der Eindüsungsöffnung 132 in Richtung der Hauptströmungsrichtung 104 weist, zeigt Fig. 8b eine Ausführungsform mit einer ersten Eindüsungsöffnung 132 in Hauptströmungsrichtung und einer zusätzlichen zweiten Eindüsungsöffnung 164, welche mit der Hauptströmungsrichtung 104 einen Winkel, der kleiner als 90° ist, einschließt. Die zweite Eindüsungsöffnung 164 düst Brennstoff vorzugsweise bezüglich der zentralen Längsachse 102 radial nach außen. Dadurch können zusätzlich heiße Verbrennungsbereiche erzeugt werden. Zudem verbessert eine zusätzliche radial nach außen gerichtete Eindüsung die Durchmischung; es kommt zu einer lokal vorgemischten Verbrennung.

Ferner lässt sich die Durchmischung dadurch steuern, dass Eindüsungsöffnung 132 gegenüber der Hauptströmungsrichtung 104 geneigt ist, also mit dieser einen Winkel einschließt, wie in Fig. 8c dargestellt.

Auch ist eine Ausführungsform möglich, bei welcher auf der Eindüsungsöffnung 132 ein Eindüsungsstutzen 166 bzw. Eindüsungslanzen angeordnet ist, dessen innerer Querschnitt sich beispielsweise bezüglich der Hauptströmungsrichtung 104 verjüngt, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des ausströmenden Brennstoffs erhöht wird und es zu einer höheren bzw. schnelleren Durchmischung kommt.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform einer Eindüsungsvorrichtung 120, 122 dargestellt. Die Darstellung zeigt einen Abschnitt einer Eindüsungsvorrichtung 120, 122, welcher in einer Ebene senkrecht zur zentralen Längsachse 102, die in der Bildebene von unten nach oben verläuft, wellenförmig oder zick-zack-förmig ausgebildet ist. Über die Wellenform lässt sich die Flammhöhe definierter Bereiche in Hauptströmungsrichtung 104 einstellen.

In den Fig. 10a und 10b sind weitere Ausführungsbeispiele einer Eindüsungsvorrichtung 120, 122 dargestellt.

In Fig. 10a ist die Rohringform um ein fluidisch verbundenes Innenrohrkreuz 168 erweitert worden, welches ebenfalls Eindüsungsöffnung 132 aufweist. Alternativ dazu kann eine Eindüsungsvorrichtung 120, 122 auch als Stern ausgebildet sein, wie der Fig. 10b zu entnehmen ist, welcher drei oder mehr, vorzugsweise vier Zacken 170 aufweist.

Mit Blick auf Fig. 10b ist aber auch vorstellbar, dass die Außenkontur der Eindüsungsvorrichtung 120, 122 alternativ einen stetigen Kurvenverlauf beliebiger Ausprägung aufweist, sodass auch hier auftretende Strömungsinstabilitäten an der Eindüsungsvorrichtung 120, 122 sich nicht gegenseitig verstärken.

In den Fig. 11 und 12 ist eine zweite Ausführungsform eines Brennerkopfs 108 gezeigt, welche sich dadurch von der ersten Ausführungsform unterscheidet, dass zum einen die zweite Blendenplatte 118 in fünf gleiche Segmente 172 unterteilt ist, welche bezogen auf die Umfangsrichtung der zweiten Blendenplatte 118 voneinander beabstandet angeordnet sind.

Zum anderen ist auch die erste Blendenplatte 116 unterteilt und zwar in vier gleiche Segmente 174, welche ebenfalls bezogen auf die Umfangsrichtung der ersten Blendenplatte 116 voneinander beabstandet angeordnet sind.

Die Anzahl der Segmente der ersten und der zweiten Blendenplatte 116, 118 kann auch größer oder kleiner als fünf bzw. vier sein, da die Anzahl der Segmente insbesondere von der Fertigbarkeit und der Montierbarkeit abhängt.

Die Segmente 172 bzw. 174 sind vorzugsweise im Bereich der zweiten, langlochförmigen Blendenöffnung 148 voneinander getrennt.

Vorstellbar ist auch, dass die erste Blendenplatte 116 in mehr als vier Segmente 174 oder weniger als vier Segmente 174 unterteilt ist, wobei die Segmente 174 der ersten Blendenplatte 116 gleich sein oder sich voneinander unterscheiden können. Gleiches gilt analog für die zweite Blendenplatte 118, welche gleichfalls in mehr oder weniger als fünf Segmente 172 unterteilt sein kann, wobei auch diese Segmente 172 gleich oder verschieden sein können.

Durch die entkoppelte Anordnung der Segmente 172 bzw. 174 tritt insgesamt weniger thermische Dehnung auf. Zudem fällt bei der Fertigung der vergleichsweise kleineren Segmente 172, 174 weniger Abfallmaterial an als bei der Fertigung einer durchgehenden ersten bzw. zweiten Blendenplatte 116, 118. In Ergänzung dazu sind zur Befestigung der Segmente 172, 174 mehr Verbindungen 140 erforderlich, wodurch die Fixierung der ersten und der zweiten Blendenplatte 116, 118 verbessert wird und ein Ausfall oder Versagen einer einzelnen Verbindung 140 besser kompensiert werden kann.

In den Fig. 11 und 12 ist außerdem die besonders bevorzugte Ausführungsform der Verbindungen 140 ersichtlich.

In dieser besonders bevorzugten Ausführungsform der Verbindungen 140 umfassen die Verbindungen 140 jeweils eine Schraube 176, eine Mutter 178 und einen Abstandshalter 180, welcher hülsenförmig ausgebildet ist.

Bevorzugt wird jedes Segment 172, 174 mit zwei oder mehr Paaren der Verbindungen 140 an der ersten bzw. der zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 befestigt, wobei die Verbindungen 140 der einzelnen Paare auf einander gegenüberliegenden Seiten der Eindüsungsvorrichtung 120, 122 angeordnet sind.

Die Muttern 178 sind seitlich an der ersten bzw. an der zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 befestigt, vorzugsweise angeschweißt.

Durch die Abstandshalter 180, welche vorzugsweise austauschbar oder wechselbar sind, kann der gewünschte Abstand zwischen Eindüsungsvorrichtung und Blendenplatte eingestellt werden. Somit ist auch die Oxidatorströmung um die Eindüsungsvorrichtungen 120, 122 und durch die Blendenplatten 116, 118 einstellbar.

Durch die Beabstandung der Blendenplatten 116, 118 und die seitliche Befestigung der Muttern 178 werden Schweißnähte oder Schweißpunkte auf der stromabwärtsseitigen, heißen Oberfläche der Eindüsungsvorrichtungen 120, 122 vermieden.

Die Schrauben 176 werden zur Befestigung des jeweiligen Segments 172, 174 in die zugehörige Mutter 178 eingeschraubt, wobei die für die jeweilige Verbindung 140 in den Blendenplatten 116, 118 vorgesehene Bohrung 152 zusätzlich ein zur Schraube 176 korrespondierendes Gewinde aufweisen kann. In Fig. 13 ist eine dritte Ausführungsform eines Brennerkopfs 108 dargestellt, welche sich von der zweiten Ausführungsform in den Fig. 11 und 12 durch die Art und Weise der Befestigung der Segmente 172, 174 an der jeweiligen Eindüsungsvorrichtung 120, 122 unterscheidet.

In der dritten Ausführungsform sind die Verbindungen 140 ebenso paarweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der ersten bzw. der zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 angeordnet.

Die Verbindungen 140 umfassen in der dritten Ausführungsform ebenfalls eine Schraube 176, eine Mutter 178 und einen hülsenförmigen Abstandshalter 180.

Jede Schraube 176 eines Verbindungspaares greift durch eines der Segmente 172, 174 in einen zugeordneten U-förmigen Bügel 182 ein, welcher stromaufwärtsseitig gegen die erste bzw. die zweite Eindüsungsvorrichtung 120, 122 geführt ist und diese zumindest teilweise umgreift. Die beiden Schrauben 176 werden mittels der jeweiligen Mutter 178 an dem zugeordneten U-förmigen Bügel 182 gesichert. Die beiden zugehörigen Abstandshalter 180 des Verbindungspaares sind zwischen den Enden des U-förmigen Bügels 182 und dem entsprechenden Segment angeordnet, wodurch der Abstand zwischen diesem Segment und der ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 eingestellt wird.

Die Bügel 182 können an der jeweiligen Eindüsungsvorrichtung 120, 122 fixiert sein, beispielsweise durch einen oder mehrere Schweißpunkte.

Alternativ sind die Bügel 182 entlang der Umfangsrichtung der ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 zumindest teilweise verschieblich, wodurch ein weiterer Freiheitsgrad zur Reduzierung thermischer Spannung bereitgestellt wird. Die Beweglichkeit nicht fixierter Bügel 182 entlang der Umfangsrichtung kann durch Anschläge (nicht dargestellt), welche an der ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 befestigt sind, begrenzt werden.

Die Bügel 182 sind vorzugsweise aus einem Metall gefertigt.

Über die Breite nicht fixierter Bügel 182 lässt sich der Reibwiderstand zwischen Bügel 182 und der ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 einstellen. Hierdurch wird die Gefahr eines Verkippens des zugehörigen, mittelbar befestigten Segments 172, 174 um die Umfangsachse der ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 reduziert.

Die Bohrungen 152 für die Verbindungen 140 in der ersten und zweiten Blendenplatte 116, 118 und auch die hülsenförmigen Abstandshalter 180 können mit einem Innengewinde korrespondierend zu den Schrauben 176 versehen sein.

In Fig. 14 ist eine vierte Ausführungsform eines Brennerkopfs 108 dargestellt, welche sich von der dritten Ausführungsform in Fig. 13 dadurch unterscheidet, dass Verbindungspaare aus zwei Schrauben 176, zwei Muttern 178 und zwei Abstandshaltern 180 einen Bereich eines der Segmente 172, 174 nicht mittels eines Bügels 182 an der ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 sichern, sondern mittels eines Quersteges 184, welcher auf der dem Segment gegenüberliegenden, stromaufwärtsseitigen Oberfläche der Eindüsungsvorrichtung anliegt. Das entsprechende Segment 172, 174, die beiden Abstandshalter 180 eines Verbindungspaares und der zugehörige Quersteg 184 spannen dadurch im Inneren ein Rechteck auf.

Vorstellbar ist, dass die Abstandshalter 180 und/oder die Querstege 184 an der ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 befestigt sind.

Ferner ist der Reibwiderstand zwischen Quersteg 184 und der ersten bzw. der zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 über die Größe der Auflagefläche des Querstegs einstellbar.

Alternativ oder ergänzend können die Segmente 172, 174 an der ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 durch mehrere U-förmige Bleche (nicht dargestellt) gesichert sein. Diese U-förmigen Bleche sind, vergleichbar zu den Bügeln 182 aus Fig. 13, stromaufwärtsseitig gegen die erste bzw. die zweite Eindüsungsvorrichtung 120, 122 geführt und an dieser befestigt, beispielsweise durch eine Schweißverbindung. Die beiden Schenkel der U-förmigen Bleche, welche die jeweilige Eindüsungsvorrichtung 120, 122 auf einander gegenüberliegenden Seiten umgreifen, sind in einen stromabwärtsseitigen Abschnitt und einen stromaufwärtsseitigen Abschnitt unterteilt. Der jeweilige stromabwärtsseitige Abschnitt eines Schenkels ist zur Einstellung des Abstandes des jeweiligen Segments 172, 174 zur ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 um die Schenkelachse verdreht, beispielsweise um 90 Grad. Die verdrehten, stromabwärtsseitigen Abschnitte der Schenkel sind durch entsprechende Öffnungen in dem jeweiligen Segment 172, 174 hindurchgeführt und werden auf der stromabwärtigen Seite des Segments 172, 174 umgebogen, um den eingestellten Abstand zu sichern.

In den Fig. 15 und 16 ist eine fünfte Ausführungsform eines Brennerkopfs 108 dargestellt, welche Maßnahmen zur Lärmreduzierung aufweist.

Erstens sind die zweiten, langlochförmigen Blendenöffnungen 148 der Segmente 172, 174 der ersten und der zweiten Blendenplatte 116, 118 beidseitig, d.h. am Langlochinnensteg 156 und am Langlochaußensteg 158 durch ein oder zwei Paare von Verbindungen 140 an der ersten bzw. zweiten Eindüsungsvorrichtung 120, 122 befestigt, wodurch die Langlochinnenstege 156 und Langlochaußenstege 158 an einem strömungsinduzierten Schwingen gehindert werden oder ein derartiges Schwingen zumindest reduziert wird.

Zweitens weisen die zweiten Blendenöffnungen 148 der ersten und der zweiten Blendenplatte 116, 118 eine oder mehrere Verjüngungen auf.

Die Verjüngungen werden durch sich paarweise gegenüberliegende Ausbuchtungen 186 der jeweiligen Blendenplatten 116, 118 erzeugt, die in Bezug auf die Außen- bzw. Innenkontur stetig oder unstetig, wie beispielsweise zackenförmig oder dergleichen, ausgebildet sein können, wobei sich vorzugsweise entlang der Umfangsrichtung der ersten und zweiten Blendenplatte 116, 118 die Anzahl der Verjüngungen und damit auch die Anzahl der Ausbuchtungen 186 benachbarter zweiter Blendenöffnungen 148 unterscheidet.

In den Fig. 15 und 16 weisen dementsprechend die zweiten Blendenöffnungen 148, welche durch zwei benachbarte Segmente 172, 174 gebildet werden, zwei Paare von Ausbuchtungen 186 auf, wohingegen die übrigen zweiten Blendenöffnungen 148 jeweils nur ein Paar Ausbuchtungen 186 aufweisen.

Die Ausbuchtungen 186 können sich direkt gegenüberliegen oder können auch versetzt zueinander anordnet sein.

Ferner können auch weitere Ausbuchtungselemente (nicht dargestellt) in den ringförmigen Spalt 188 zwischen der ersten und der zweiten Blendenplatte 116, 118 hineinragen. Drittens ist vorzugsweise auch die Innenkreisscheibe 142 entlang ihres Außenumfangs mit Ausbuchtungen 186 versehen, sodass verjüngte Abschnitte in dem ringförmigen Spalt 190 zwischen Innenkreisscheibe 142 der ersten Blendenplatte 116 ausgebildet werden.

Weitere Maßnahmen zur Lärmreduzierung sind vorstellbar, welche verursachen, dass im Bereich der ringförmigen Spalte 188, 190 sowie entlang der zweiten Blendenöffnungen 148 symmetrische und/oder unsymmetrische Verjüngungen ausgebildet werden.

Fig. 17 zeigt eine sechste Ausführungsform eines Brennerkopfs 108 mit einer Maßnahme zur Reduzierung von schwingungsinduziertem Lärm an den Spalten zwischen zwei benachbarten Segmenten 172 der zweiten Blendenplatte 118 oder zwei benachbarten Segmenten 174 der ersten Blendenplatte 116.

Bei einer zweiten Blendenöffnung 148, welche durch zwei benachbarte Segmente 172 oder zwei benachbarte Segmente 174 gebildet wird, ist der Langlochinnensteg 156 und der Langlochaußensteg 158 durch jeweils einen Spalt geteilt. Die dadurch entstehenden, freien Enden oder Teilstücke der Stege 156, 158 schwingen durch die Oxidatorströmung und erzeugen dadurch Lärm.

Zur Reduzierung dieses Lärms ist eine stromaufwärts gebogene Verlängerung 192 an einem Teilstück 194 des Langlochaußenstegs 158 vorgesehen, welche das andere Teilstück 196 des Langlochaußenstegs 158 zumindest teilweise überlappt oder überragt. Die Verlängerung 192 ist vorzugsweise ein Abschnitt des Teilstücks 194.

Alternativ zeigt Fig. 18 dazu - in einer siebten Ausführungsform eines Brennerkopfs 108 - ein plattenförmiges Element 198, welches auf der stromaufwärtsseitigen Oberfläche der beiden Teilstücke 194, 196 des geteilten Langlochaußenstegs 158 befestigt ist. Vorzugsweise ist das plattenförmige Element 198 gegen beide Teilstücke 194, 196 geschweißt. Ein derartiges Verschließen des Spaltes unterbindet gleichfalls ein Schwingen der beiden Teilstücke 194, 196 und infolgedessen auch die lokale Erzeugung von Lärm.

Ergänzend oder alternativ ist vorstellbar, dass die Spalte zwischen den Teilstücken des Langlochinnenstegs 156 und des Langlochaußenstegs 158 einer zweiten Blendenöffnung 148 auf der stromabwärtsseitigen Oberfläche durch ein gemeinsames, plattenförmiges Querelement (nicht dargestellt) abgedeckt sind. Das plattenförmige Querelement ist folglich zumindest annähernd senkrecht zu der Umfangsrichtung der jeweiligen Blendenplatte 116, 118 ausgerichtet.

Fig. 19 zeigt eine achte Ausführungsform eines Brennerkopfes 108, bei welcher die Segmente 172, 174 schwimmend an der jeweiligen Eindüsungsvorrichtung 120,122 angeordnet sind.

Wie beispielsweise in der zweiten Ausführungsform in Fig. 11 ersichtlich, formen zwei benachbarte Segmente 172, 174 zumindest annähernd eine zweite, langlochförmige Blendenöffnung 148 aus, wobei - wie beispielsweise in der siebten Ausführungsform in Fig. 18 zu erkennen ist - zwischen den Teilstücken des Langlochinnenstegs 156 und des Langlochaußenstegs 156 jeweils ein Spalt gebildet ist.

Die schwimmende Lagerung, welche vorzugsweise zwei benachbarte Segmente 172, 174 miteinander verbindet, wird dadurch erzeugt, dass an den angrenzenden Enden zweier benachbarter Segmente 172, 174 jeweils zwei einander gegenüberliegende Winkelelemente 200 an der jeweiligen Eindüsungsvorrichtung 120, 122 fixiert werden, vorzugsweise jeweils mittels einer Schweißverbindung 202.

Die Winkelelemente 200 weisen vorzugsweise drei Abschnitte auf, von denen - bezogen auf die Bildebene in Fig. 19 - die beiden äußeren Abschnitte zumindest annähernd in Richtung der zentralen Längsachse 102, d.h. vertikal, ausgerichtet sind, wohingegen der mittlere Abschnitt senkrecht zu den beiden anderen und damit zumindest annähernd parallel zur Flachebene der Blendenplatten 116, 118 ausgerichtet ist.

Die Winkelelemente 200 nehmen das zugehörige Segment 172, 174 stromabwärtsseitig auf und zwar vorzugsweise die jeweiligen Teilstücke des Langlochinnenstegs 156 und des Langlochaußensteg 158.

Die Teilstücke des Langlochinnenstegs 156 und des Langlochaußenstegs 158 weisen innenliegend eine Einbuchtung auf, d.h. eine abschnittsweise Ausnehmung des Segments. Die radiale Tiefe der Einbuchtung kann beispielsweise die Hälfte des jeweiligen Steges 156, 158 betragen, wohingegen die Erstreckung der Einbuchtung in Umfangsrichtung des jeweiligen Segments 172, 174 vorzugsweise ein Vielfaches der radialen Tiefe beträgt. Stromabwärtsseitig werden die angrenzenden Teilstücke des Langlochinnenstegs 156 durch ein Plattensegment 204 abgedeckt, welches vorzugsweise mittels einer Schweißverbindung 202 mit den beiden zugehörigen Winkelelementen 200 des Langlochinnenstegs 156 verbunden ist.

Analog werden die angrenzenden Teilstücke des Langlochaußenstegs 158 stromabwärtsseitig durch ein weiteres Plattensegment 204 abgedeckt, welches vorzugsweise mittels einer Schweißverbindung 202 mit den beiden zugehörigen Winkelelementen 200 des Langlochaußenstegs 158 verbunden ist.

Die Plattensegmente 204 sind des Weiteren auf der Innenseite der Stege 156, 158 mittels eines Bolzen 206 oder dergleichen mit den beiden zugehörigen Winkelelementen 200 verbunden.

Die Plattensegmente 204 tragen durch die Abdeckung der Spalte zwischen den Teilstücken der Stege 156, 158 zur Lärmreduzierung bei.

Durch eine derartige schwimmende Lagerung zweier benachbarter Enden zweier Segmente 172, 174 wird eine Bewegung der Segmente 172, 174 in Umfangsrichtung zugelassen, wodurch thermische Ausdehnungen insbesondere in Umfangsrichtung der Blendenplatten 116, 118 ausgeglichen werden können.

Die Fig. 20 und 21 zeigen eine Zündervorrichtung 302, welche vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist.

Die Zündervorrichtung 302 reicht von der Basiseinheit 300 in die Brennervorrichtung 100 und liegt, bezogen auf die Schwerkraftrichtung g, vorzugsweise von oben auf der ersten Blendenplatte 116 auf. Besonders bevorzugt ist die Zündervorrichtung 302 dabei von einer runden Einbuchtung 154 der ersten Blendenplatte 116 aufgenommen.

Dadurch, dass die Zündervorrichtung 302 auf der ersten Blendenplatte 116 aufliegt, ist gewährleistet, dass Abstand zur ersten Blendenplatte 116 möglichst kurz, womit eine Zündung von Falschluft zumindest erschwert ist. Die Zündervorrichtung 302 ist idealerweise derart angeordnet, dass sie, bezogen auf die Schwerkraftrichtung g, in der Basiseinheit 300 höher als in der Brennervorrichtung 100 angeordnet ist, wodurch die Zündervorrichtung 302 mit der zentralen Längsachse 102 einen Winkel a einschließt. Diese Schrägstellung verhindert, dass mögliches Kondensat, Verunreinigungen oder dergleichen von der Brennervorrichtung 100 durch die Zündervorrichtung 302 zurückfließen können.

Bezugszeichen

Brennervorrichtung zentrale Längsachse

Hauptströmungsrichtung

Flammrohr

Brennerkopf

Leitrohr

Diffusor erster ringförmiger Strömungskanal erste Blendenplatte zweite Blendenplatte erste Eindüsungsvorrichtung zweite Eindüsungsvorrichtung

Drallvorrichtung

Drallplatten zentraler Hohlkörper schlitzförmige Öffnung

Vorsprung

(erste) Eindüsungsöffnung

Brennstoffzuleitung

Zacken

Aufnahme

Verbindung

Innenkreisscheibe

Steg erste (kreisförmige) Blendenöffnung zweite (langlochförmige) Blendenöffnung eckige Ausbuchtung

Bohrung runde Einbuchtung

Langlochinnensteg

Langlochaußensteg heißer Strömungspfad kalter Strömungspfad zweite Eindüsungsöffnung 6 Eindüsungsstutzen 8 fluidisch verbundenes Innenrohrkreuz 0 Zacken 2 Segment 4 Segment 6 Schraube 8 Mutter 0 Abstandshalter 2 Bügel 4 Quersteg 6 Ausbuchtung 8 Spalt 0 Spalt 2 Verlängerung 94 Teilstück des Langlochaußenstegs96 Teilstück des Langlochaußenstegs98 Plattenförmiges Element 00 Winkelelement 02 Schweißverbindung 04 Plattensegment 06 Bolzen 00 Basiseinheit 02 Zündervorrichtung 00 Halterung g Schwerkraftrichtung