STRAHLBRENNER MIT KÜHLKANAL IN DER GRUNDPLATTE

Beschreibung

[0001] In modernen Gasturbinenverbrennungssystemen übersteigen lokale Heißgastemperaturen bisweilen zulässige Temperaturgrenzen von Superlegierungen mit Wärmedämmschichten, weshalb zusätzliche Kühlung notwendig ist.

[0002] Die Erfindung betrifft daher die Kühlung des Düsenträgers eines Strahlbrenners.

[0003] Strahlstabilisierte Verbrennungssysteme bei denen stromab des Brenners der Brennstoff in einer Strahlflamme verbrannt wird, weisen im Vergleich zu drallstabilisierten Systemen eine einfache Vormischzone auf. Da die Druckdifferenz im Brenner ausschließlich in die Axialgeschwindigkeitskomponente gewandelt wird, zeichnen sich diese Brenner durch eine geringe Flammenrückschlagsneigung aus, weshalb auch höher reaktive Verbrennungsgemische mit höherem Wasserstoffanteil mit diesem Brenner verbrannt werden können.

[0004] Weiterhin werden in strahlstabilsierten Verbrennungssystemen keine drallinduzierten Wirbelstrukturen erzeugt, die Flammeninstabilitäten verursachen können. Ein solches strahlstabilisiertes Verbrennungssystem offenbart beispielsweise die US 2010/0300104 A1. Zur Aufnahme der Vormischpassagen wird ein sogenannter "Jet Carrier" (Düsenträger) benötigt, der je nach Bauart eine unterschiedliche Anzahl von Düsen aufweist, die konzentrisch auf einem oder mehreren Ringen angeordnet werden können. Ein Strahlbrenner ist ebenfalls aus EP 2 187 125 A1 bekannt.

[0005] Der Düsenträger wird üblicherweise aus massivem Schmiedmaterial hergestellt, was sehr teuer, aber für das Prototyp-Design vorteilhaft ist, da er so vergleichsweise einfach herzustellen ist. Ferner wird auf der Heißgasseite des Düsenträgers aufgrund guter mechanischer Eigenschaften und gutem Wärmeübertrag zwischen Luft im Düsenträger und Düsenträger keine Kühlung benötigt.

[0006] Aufgrund der aktuellen Fertigung des Düsenträgers durch Schmieden aus beispielsweise einer Nickellegierung ist die Bearbeitung der erforderlichen Bohrungen aufwendig, die Bauweise ist massiv und somit ist auch das Gewicht hoch, ferner ist die Bauteilgeometrie durch die Herstellmethode eingeschränkt. Infolgedessen ergibt sich eine sehr teure Fertigung für das Bauteil mit teilweise nicht realisierbaren Merkmalen. Zumindest ist es sehr aufwändig, zusätzliche Merkmale oder Besonderheiten, wie Kühl- oder Spülluftkanäle, in den Düsenträger einzubringen.

[0007] Auch aufgrund der Kosten kommt eine Serienproduktion nicht in Betracht.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, den genannten Strahlbrenner weiterzuentwickeln, so dass Herstellungskosten minimiert und zusätzliche Designmerkmale integriert werden können, die den Betrieb des Verbrennungssystems positiv beeinflussen.

[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Indem bei einem Strahlbrenner mit einer im Betrieb einer Brennkammer zugewandten Heißgasseite und einer von der Brennkammer abgewandten Kaltgasseite, umfassend eine Grundplatte, auf der mehrere Strahldüsen angeordnet sind, wobei die Grundplatte mindestens einen Kühlkanal aufweist, der mindestens eine Kühlkanal in eine Brennerstufe mündet, die einen auf der Grundplatte angeordneten Pilotbrenner umfasst, wird erreicht, dass der bisherige Düsenträger deutlich kostengünstiger hergestellt werden kann, als bei massiver Bauweise.

[0010] Erst durch aktive Kühlung kann ein kostengünstigeres Material für den Düsenträger verwendet werden, um die durch die leichtere Bauweise verloren gegangene mechanische Belastbarkeit zu kompensieren. Dabei kann der Kühlkanal einer von mehreren Kühlkanälen sein, oder aber auch eine Art Hohlraum, der sich nahezu über die gesamte Fläche der Grundplatte erstreckt und durch den die Kühlluft strömt.

[0011] Die aktive Kühlung durch beispielsweise Effusionskühlung beeinflusst NOx-Emissionen negativ, da der Luftmassenstrom zur Flammenfront verringert ist. Dadurch erhöht sich lokal die Flammentemperatur und somit die NOx-Emissionen. Dies wird dadurch vermieden, dass nach der Erfindung der mindestens eine Kühlkanal in eine Brennerstufe mündet, wodurch Kühlluft nicht mehr einfach nur in die Brennkammer abgegeben wird.

[0012] Nach der Erfindung umfasst die Brennerstufe einen auf der Grundplatte angeordneten Pilotbrenner. Dieser kann nämlich bei geringerem Druckverlust betrieben werden, als die Strahldüsen des Hauptbrenners.

[0013] Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die für den Betrieb des Pilotbrenners benötigte Luft aus dem Kühlkanal zuführbar ist, d.h. wenn der Pilotbrenner direkt und ausschließlich über den Kühlkanal mit der nötigen Luft versorgt wird und ein gleichmäßiger Luftmassenstrom zur Flammenfront sichergestellt ist.

[0014] Es ist vorteilhaft, wenn die Grundplatte heißgasseitig eine Wärmedämmschicht (thermal barrier coating) aufweist, wodurch die Werkstofftemperatur im Betrieb des Brenners bzw. der Kühlbedarf gesenkt werden.

[0015] In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Kühlkanal über eine Öffnung an einem umlaufenden Rand der Grundplatte mit Kühlluft beaufschlagbar.

[0016] In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Kühlkanal über eine Öffnung an der Kaltgasseite der Grundplatte mit Kühlluft beaufschlagbar.

[0017] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Kühlkanal über eine in einer die Strahldüsen umgebenden, an die Grundplatte anschließenden Wandung angeordnete, zur Kaltgasseite des Strahlbrenners hin geöffnete und in die Grundplatte mündende Kühlluftleitung beaufschlagbar.

[0018] Ist der Kühlkanal als eine Art Hohlraum ausgeführt, können sich Totwasser-Bereiche hinter den von der Kühlluft umströmten Vormischpassagen ausbilden. In diesen Bereichen ist die Wärmeübertragung bzw. die Kühlung der Grundplatte durch die Kühlluft verringert. Um Totwassergebiete hinter den Strahldüsen zu vermeiden oder zumindest zu minimieren, können Elemente für erhöhte Wärmeübertragung bzw. Strömungsführung in den Strömungspfad eingebracht sein. Beispielsweise kann der Kühlkanal in der Grundplatte Umlenkbleche (spoilers) oder Wirbelerzeuger wie Rippen oder vergleichsweise kleine Vertiefungen (dimples) aufweisen.

[0019] In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest die Grundplatte ein Gussteil. Die Einschränkungen, bedingt durch das Schmiede-Verfahren aus dem Stand der Technik, können durch Verwendung eines Gussprozesses zum Urformen des Düsenträgers minimiert werden. Die Anwendung dieses Prozesses erlaubt die Herstellung eines endkonturnahen Rohlings, der geringfügig auf Endkontur bearbeitet werden muss. Zum Beispiel können Bohrungen durch Verwendung von Kernen bereits im Gussprozess dargestellt werden, was Volumen und Masse einspart. Ferner können mit dem Gussverfahren komplexere Geometrien realisiert werden. Hierdurch können zusätzliche Funktionen ins Bauteil eingebracht werden und die Bauteileigenschaften damit verbessert werden. Die durch den Gussprozess ermöglichte Flexibilität der Bauteilgeometrie könnte bei genügender Optimierung der Kühlung die Betriebstemperatur des Bauteils soweit senken, dass anstelle einer Nickelbasis-Legierung ein günstigerer Stahlguss-Werkstoff verwendet werden kann. Ferner kann das Bauteil beanspruchungsgerecht ausgelegt werden.

[0020] Vorteilhafter Weise umfasst das Gussteil weiterhin die Strahldüsen, welche den Hauptbrenner bilden. Diese können beim Gießen der Grundplatte direkt mitgegossen werden.

[0021] In einer alternativen Ausführungsform ist die Grundplatte eine Blechkonstruktion. Auch mit dieser Lösung lassen sich die Herstellungskosten alleine schon wegen deutlich geringerer Rohmaterialkosten im Vergleich zur Variante mit massivem Schmiedmaterial senken.

[0022] Insbesondere bei einer Blechkonstruktion, aber nicht ausschließlich dort, ist des vorteilhaft, wenn sich eine über die Kaltgasseite der Grundplatte hinaus erstreckende umlaufende Wand mit zunehmendem Abstand von der Grundplatte einer Mittelachse des Strahlbrenners annähert. Diese Wand und der sie umgebende, typischerweise zylindrische äußere Gehäuseteil bilden dann eine Art Diffusor, wodurch sich die vom Kompressor bereitgestellte Luftströmung verlangsamt und den Druck vorteilhaft erhöht.

[0023] Beim erfindungsgemäßen Strahlbrenner werden die Luftversorgung des Pilotbrenners und des Hauptbrenners getrennt. Dadurch kann der Pilotbrenner-Luftmassenstrom für die Kühlung des Brenners verwendet werden. Durch die Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlbrenners mittels Guss oder die Verwendung einer Blechkonstruktion können nicht nur Kosten gespart, sondern auch zusätzliche Designmerkmale in den Düsenträger integriert werden, die den Betrieb des Verbrennungssystems positiv beeinflussen (z.B. verbesserte Lebensdauer, höhere Rückschlagsicherheit und geringerer Druckverlust). Diese positiven Eigenschaften werden in der vorliegenden Erfindung durch das Einbringen von Kühl- und Spülluftkanälen erreicht.

[0024] Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:

Figur 1 einen Strahlbrenner nach dem Stand der Technik,

Figur 2 einen Schnitt durch einen Strahlbrenner senkrecht zu einer Mittelachse des Brenners,

Figur 3 einen Schnitt durch einen weiteren Strahlbrenner senkrecht zu einer Mittelachse des Brenners,

Figur 4 einen Schnitt durch einen Teil eines Strahlbrenners nach der Erfindung mit Möglichkeiten der Kühlluftentnahme,

Figur 5 eine weitere Möglichkeit der Kühlluftentnahme,

Figur 6 eine Ausführung des erfindungsgemäßen Kühlkonzepts, bei dem Luft durch einen Kühlkanal in Form eines Hohlraums strömt und

Figur 7 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Strahlbrenner senkrecht zur Mittelachse mit Blick in den Hohlraum.

[0025] Figur 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Teil eines Strahlbrenners 1 in Längsrichtung, also entlang der Mittelachse 2 des Brenners 1 nach dem Stand der Technik. Der Brenner 1 weist mindestens eine in einem Düsenträger 3 angeordnete Strahldüse 4 auf. Die Strahldüse 4 umfasst einen Strahldüseneintritt 5 und einen Strahldüsenaustritt 6. An den Strahldüsenaustritt 6 schließt sich die Brennkammer 7 an. Zudem ist die Strahldüse 4 so im Düsenträger 3 angeordnet, dass der Strahldüseneintritt 5 der Rückwand 8 des Brenners 1 zugewandt ist. Die der Brennkammer 7 zugewandte Seite des Strahlbrenners 1 wird als Heißgasseite 9 bezeichnet, die der Brennkammer 7 abgewandte Seite wird als Kaltgasseite 10 bezeichnet. Im Bereich des Strahldüseneintritts 5 der Strahldüse 4 ist eine Brennstoffdüse 11 angeordnet. Durch die Brennstoffdüse 11 wird Brennstoff in die Strahldüse 4 eingedüst. Der Brenner 1 umfasst weiterhin einen radial in Bezug auf die Mittelachse 2 des Brenners 1 äußeren Gehäuseteil 12, der mit dem Düsenträger 3 einen Ringkanal 13 bildet. Durch diesen Ringkanal 13 strömt Luft 14 aus dem Kompressor in Richtung der Rückwand 8 des Brenners 1 und wird dort umgelenkt, so dass sie durch die Strahldüseneintritte 5 in die Strahldüsen 4 gelangt.

[0026] Was Figur 1 nicht zeigt, ist, dass Brenner, insbesondere Vormischbrenner wie der gezeigte Strahlbrenner 1, mit einem zusätzlichen Pilotbrenner ausgestattet sein können, um die stabile Verbrennung über einen weiten Betriebsbereich, insbesondere im Leerlauf und Teillastbereich sicherzustellen. Ein solcher Pilotbrenner ist dann typischerweise auf der Mittelachse 2 des Brenners angeordnet.

[0027] Die Figur 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Strahlbrenner 1 senkrecht zu einer Mittelachse 2 des Brenners 1. Der Düsenträger 3 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Innerhalb des Düsenträgers 3 ist eine bestimmte Anzahl an Strahldüsen 4 im Wesentlichen ringförmig angeordnet. Jede Strahldüse 4 weist dabei einen kreisförmigen Querschnitt auf.

[0028] Die Figur 3 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Strahlbrenner 101, wobei der Schnitt senkrecht zur Mittelachse des Brenners 101 verläuft. Der Brenner 101 weist ebenfalls einen Düsenträger 3 auf, welcher einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und in welchem eine Anzahl innerer und äußerer Strahldüsen 4, 104 angeordnet ist. Die Strahldüsen 4, 104 weisen jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei die äußeren Strahldüsen 4 eine gleich große oder größere Querschnittsfläche besitzen als die inneren Strahldüsen 104. Die äußeren Strahldüsen 4 sind im Wesentlichen ringförmig innerhalb des Düsenträgers 3 angeordnet und bilden einen äußeren Ring. Die inneren Strahldüsen 104 sind ebenfalls innerhalb des Gehäuses 3 ringförmig angeordnet. Die inneren Strahldüsen 104 bilden einen inneren Ring, der konzentrisch zu dem äußeren Strahldüsenring angeordnet ist.

[0029] Die Figuren 2 und 3 zeigen lediglich Beispiele für die Anordnung von Strahldüsen 4, 104 innerhalb eines Strahlbrenners 1, 101. Selbstverständlich sind alternative Anordnungen, ebenso wie die Verwendung einer anderen Anzahl an Strahldüsen 4, 104 möglich. Außerdem kann der Brenner 1, 101 einen Pilotbrenner umfassen.

[0030] Figur 4 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines Strahlbrenners 15 nach der Erfindung, bei dem die Strahldüsen 16 auf einer Grundplatte 17 angeordnet sind, wobei die Grundplatte 17 Kühlkanäle 18 aufweist, welche beispielsweise bei Verwendung eines Gussprozesses direkt in die Grundplatte 17 mit eingegossen werden können. Dabei können auch die Strahldüsen 16, die den Hauptbrenner (Vormischbrenner) bilden, direkt mitgegossen werden. Die Grundplatte 17 wird über die Kühlluftkanäle 18 gekühlt.

[0031] Heißgasseitig kann die Grundplatte 17 durch eine Wärmedämmschicht 19 (thermal barrier coating) ergänzt werden. Durch die Kombination von Wärmedämmschichten 19 und effektiver Kühlung ist es unter Umständen möglich, auf beispielsweise Nickelbasislegierungen zu verzichten. Allerdings ist auch bei Verwendung einer Nickelbasislegierung eine Kostenreduzierung zu erwarten, da deutlich weniger Material für ein Gussbauteil notwendig ist.

[0032] Wie in Figur 4 weiter dargestellt, kann die Kühlluft 20 entweder aus dem Ringkanal 13 oder aus dem Plenum 21 vor der Grundplatte 17 entnommen werden. Bei Entnahme aus dem Ringkanal 13 wird die Kühlluft 20 durch Öffnungen 22 an einem umlaufenden Rand 23 der Grundplatte 17 dem Kühlkanal 18 zugeführt. Bei Entnahme aus dem Plenum 21 wird die Kühlluft 20 durch Öffnungen 24 auf der Kaltgasseite 10 der Grundplatte 17 dem Kühlkanal 18 zugeführt. Nach erfolgter Kühlung der Grundplatte 17 gelangt die Kühlluft 20 nicht direkt in die Brennkammer 7, sondern wird dem Pilotbrenner (vgl. Figur 6) zugeführt.

[0033] Durch die hohen Strömungsgeschwindigkeiten in den Strahldüsen 16 (deutlicher Abfall des statischen Drucks) steht hier ein hohes Druckgefälle zur Verfügung, welches genutzt werden kann, um die Kühlkanäle 18 mit Elementen 26 für eine erhöhte Wärmeübertragung (z.B. Rippen oder Vertiefungen 36) und/oder eine Strömungsführung (z.B. Umlenkbleche 35) auszustatten (vgl. Figur 7).

[0034] Bezieht der Pilot die für seinen Betrieb benötigte Luftmenge im Wesentlichen über die Kühlluftkanäle 18, steht vergleichsweise viel Luft zur Verfügung (ca. 5-12% der gesamten verfügbaren Luftmenge 14), d.h. die Kühlkanäle 18 müssen hier entsprechend groß ausfallen, damit der angestrebte Pilot-Luft-Split, d.h. der Anteil der dem Piloten zugeführten Luft bezogen auf die Gesamtluftmenge 14, bei dem vorgegebenen Differenzdruck auch erreicht wird. In diesem Fall würden die Kühlkanäle 18 ohne oder nur mit wenigen Rippen oder ähnlichen Elementen 26 ausgestattet. Die notwendige Kühlwirkung wird über den erhöhten Massenstrom realisiert.

[0035] Figur 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Kühlluftentnahme. Im dargestellten Fall wird die Kühlluft für die Grundplatte 17 (oder zumindest ein Teil der Kühlluft) aus der Grenzschicht an der Umlenkung 30 vom Ringkanal 13 in das Plenum 21 entnommen. Durch diese Entnahme wird die Grenzschicht stabilisiert und liegt länger an. Hierdurch ergibt sich ein geringerer Umlenkdruckverlust. Der gewonnene Druck kann z.B. für eine höhere Strahlgeschwindigkeit verwendet werden. Über eine in der die Strahldüsen 16 umgebenden, an die Grundplatte 17 anschließenden Wandung 31 des Düsenträgers angeordnete, zur Kaltgasseite 10 des Strahlbrenners 15 hin geöffnete und in die Grundplatte 17 mündende Kühlluftleitung 32 gelangt die Kühlluft 20 in den Kühlkanal 18 der Grundplatte 17.

[0036] Figur 6 zeigt eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Kühlkonzepts, bei dem Luft durch einen Kühlkanal 18 strömt, wobei sich der Kühlkanal 18 in der Art eines Hohlraums nahezu über die gesamte Fläche der Grundplatte 17 erstreckt und wobei die Kühlluft 20, nachdem sie den Kühlkanal 18 durchströmt hat, dem Pilotbrenner 33 als Pilotluft 27 zugeführt wird. Die Luftversorgung des Pilotbrenners 33 erfolgt hierbei direkt und ausschließlich über den Kühlkanal 18.

[0037] Die über die Kaltgasseite 10 der Grundplatte 17 hinaus sich erstreckende umlaufende Wand 34 nähert sich mit zunehmendem Abstand von der Grundplatte 17 einer Mittelachse 2 des Strahlbrenners 15 an. Diese Wand 34, und der sie umgebende, typischerweise zylindrische äußere Gehäuseteil 12 bilden dann eine Art Diffusor, wodurch sich die vom Kompressor bereitgestellte Luftströmung 14 verlangsamt und der Druck sich vorteilhaft erhöht.

[0038] Figur 7 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Strahlbrenner 15 senkrecht zur Mittelachse 2, der sich vorteilhafter Weise mittels einer Blechkonstruktion verwirklichen lässt, da sich der Kühlkanal 18 im Wesentlichen über die Grundfläche der Grundplatte 17 erstreckt, ggf. nur unterbrochen durch stützende Elemente. Im vorliegenden Beispiel der Figur 7 wird die Kühlluft 20 zwischen Heißgas- 9 und Kaltgasseite 10 der Grundplatte 17 von radial außen nach radial innen geführt (der Pilotbrenner ist nicht gezeigt). Dabei muss die nach innen zum Piloten strömende Kühlluft 20 die Strahldüsen 4 der Vormischpassagen des Hauptbrenners 25 umströmen.

[0039] Um Totwassergebiete hinter den Strahldüsen 4 zu vermeiden oder zumindest zu minimieren, können Elemente 26 für erhöhte Wärmeübertragung bzw. Strömungsführung in den Strömungspfad eingebracht sein, wie Figur 7 mit den Umlenkblechen 35 (spoilers) oder Vertiefungen 36 (dimples) zeigt.

Ansprüche

1. Strahlbrenner (15) mit einer im Betrieb einer Brennkammer (7) zugewandten Heißgasseite (9) und einer von der Brennkammer (7) abgewandten Kaltgasseite (10), umfassend eine Grundplatte (17), auf der mehrere Strahldüsen (16) angeordnet sind, wobei die Grundplatte (17) mindestens einen Kühlkanal (18) aufweist, der in eine Brennerstufe mündet, die einen auf der Grundplatte (17) angeordneten Pilotbrenner (33) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (18) sich derart über die Fläche der Grundplatte (17) erstreckt, dass Kühlluft (20) zwischen Heißgas-(9) und Kaltgasseite (10) der Grundplatte (17) von radial außen nach radial innen geführt wird, wobei die Kühlluft (20) die Strahldüsen (16) umströmt und ausschließlich zum Pilotbrenner (33) geführt wird.

2. Strahlbrenner (15) nach Anspruch 1, wobei die für den Betrieb des Pilotbrenners (33) benötigte Luft aus dem Kühlkanal (18) zuführbar ist.

3. Strahlbrenner (15) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Grundplatte (17) heißgasseitig eine Wärmedämmschicht (19) aufweist.

4. Strahlbrenner (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Kühlkanal (18) über eine Öffnung (22) an einem umlaufenden Rand (23) der Grundplatte (17) mit Kühlluft (20) beaufschlagbar ist.

5. Strahlbrenner (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Kühlkanal (18) über eine Öffnung (24) an der Kaltgasseite (10) der Grundplatte (17) mit Kühlluft (20) beaufschlagbar ist.

6. Strahlbrenner (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Kühlkanal (18) über eine in einer die Strahldüsen (16) umgebenden, an die Grundplatte (17) anschließenden Wandung (31) angeordnete, zur Kaltgasseite (10) des Strahlbrenners (15) hin geöffnete und in die Grundplatte (17) mündende Kühlluftleitung (32) beaufschlagbar ist.

7. Strahlbrenner (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkanal (18) in der Grundplatte (17) Elemente (26) für erhöhte Wärmeübertragung und Strömungsführung aufweist.

8. Strahlbrenner (15) nach Anspruch 7, wobei die Elemente (26) als Umlenkbleche (35) oder Vertiefungen (36) ausgeführt sind.

9. Strahlbrenner (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest die Grundplatte (17) ein Gussteil ist.

10. Strahlbrenner (15) nach Anspruch 9, wobei das Gussteil Strahldüsen (16) umfasst.

11. Strahlbrenner (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zumindest die Grundplatte (17) eine Blechkonstruktion ist.

12. Strahlbrenner (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich eine über die Kaltgasseite (10) der Grundplatte (17) hinaus erstreckende umlaufende Wand (34) mit zunehmendem Abstand von der Grundplatte (17) einer Mittelachse (2) des Strahlbrenners (15) annähert.

Claims

1. Jet burner (15) having a hot gas side (9) which, in operation, is oriented toward a combustion chamber (7) and a cold gas side (10) which is oriented away from the combustion chamber (7), comprising a base plate (17) on which there are arranged multiple jet nozzles (16), wherein the base plate (17) has at least one cooling duct (18) which opens into a burner stage which comprises a pilot burner (33) arranged on the base plate (17), characterized in that the cooling duct (18) extends over the area of the base plate (17) such that cooling air (20) is guided from radially outside to radially inside between the hot gas side (9) and cold gas side (10) of the base plate (17), wherein the cooling air (20) flows around the jet nozzles (16) and is guided exclusively to the pilot burner (33).

2. Jet burner (15) according to Claim 1, wherein the air required for operation of the pilot burner (33) can be supplied from the cooling duct (18).

3. Jet burner (15) according to either of Claims 1 and 2, wherein the base plate (17) has on its hot gas side a thermal barrier coating (19).

4. Jet burner (15) according to one of the preceding claims, wherein the at least one cooling duct (18) can be charged with cooling air (20) via an opening (22) on a circumferential rim (23) of the base plate (17).

5. Jet burner (15) according to one of Claims 1 to 3, wherein the at least one cooling duct (18) can be charged with cooling air (20) via an opening (24) on the cold gas side (10) of the base plate (17).

6. Jet burner (15) according to one of Claims 1 to 3, wherein the at least one cooling duct (18) can be charged via a cooling air line (32) which is arranged in a wall (31) surrounding the jet nozzles (16) and adjoining the base plate (17), and which is open toward the cold gas side (10) of the jet burner (15) and opens into the base plate (17).

7. Jet burner (15) according to one of the preceding claims, wherein the cooling duct (18) in the base plate (17) has elements (26) for increased heat transfer and flow guiding.

8. Jet burner (15) according to Claim 7, wherein the elements(26) are embodied as spoilers (35) or dimples (36).

9. Jet burner (15) according to one of the preceding claims, wherein at least the base plate (17) is a cast part.

10. Jet burner (15) according to Claim 9, wherein the cast part comprises jet nozzles (16).

11. Jet burner (15) according to one of Claims 1 to 8, wherein at least the base plate (17) is a sheet metal construction.

12. Jet burner (15) according to one of the preceding claims, wherein a circumferential wall (34) extending beyond the cold gas side (10) of the base plate (17) approaches a central axis (2) of the jet burner (15) with increasing distance from the base plate (17).

Revendications

1. Brûleur (15) à jet ayant un côté (9) de gaz chaud, tourné en fonctionnement vers une chambre de combustion (7), et un côté (10) de gaz froid, loin de la chambre de combustion (7), comprenant une plaque (17) de base, sur laquelle plusieurs buses (16) à jet sont montées, la plaque (17) de base ayant au moins un canal (18) de refroidissement, qui débouche dans un étage du brûleur, comprenant un brûleur (33) pilote, monté sur la plaque (17) de base, caractérisé en ce que le canal (18) de refroidissement s'étend sur la surface de la plaque (17) de base, de manière à ce que de l'air (20) de refroidissement soit conduit, de l'extérieur radialement vers l'intérieur radialement, à la plaque (17) de base, entre le côté (9) de gaz chaud et le côté (10) de gaz froid,
l'air (20) de refroidissement contournant les buses (16) à jet et étant envoyé exclusivement au brûleur (33) pilote.

2. Brûleur (15) à jet suivant la revendication 1, dans lequel l'air nécessaire au fonctionnement du brûleur (33) pilote peut être envoyé du canal (18) de refroidissement.

3. Brûleur (15) à jet suivant l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la plaque (17) de base a une couche (19) calorifuge du côté de gaz chaud.

4. Brûleur (15) à jet suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le au moins un canal (18) de refroidissement peut être alimenté en air (20) de refroidissement par une ouverture (22) sur un bord (23) faisant le tour de la plaque (17) de base.

5. Brûleur (15) à jet suivant l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le au moins un canal (18) de refroidissement peut être alimenté en air (20) de refroidissement par une ouverture (24) du côté (10) de gaz froid de la plaque (17) de base.

6. Brûleur (15) à jet suivant l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le au moins un canal (18) de refroidissement peut être alimenté par un conduit (32) pour de l'air de refroidissement, entourant les buses (16) à jet montées sur la paroi (31) se raccordant à la plaque (17) de base, ouvert vers le côté (10) de gaz froid du brûleur (15) à jet et débouchant sur la plaque (17) de base.

7. Brûleur (15) à jet suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le canal (18) de refroidissement a, dans la plaque (17) de base, des éléments (26) pour augmenter la transmission de la chaleur et l'écoulement.

8. Brûleur (15) à jet suivant la revendication 7, dans lequel les éléments (26) sont réalisés sous la forme de tôles (25) de déviation ou de cavités (36).

9. Brûleur (15) à jet suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins la plaque (17) de base est une pièce coulée.

10. Brûleur (15) à jet suivant la revendication 9, dans lequel la pièce coulée comprend des buses (16) à jet.

11. Brûleur (15) à jet suivant l'une des revendications 1 à 8, dans lequel au moins la plaque (17) de base est une construction en tôle.

12. Brûleur (15) à jet suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel une paroi (34), faisant le tour et s'étendant au-delà du côté (10) de gaz froid de la plaque (17) de base, se rapproche, au fur et à mesure qu'augmente la distance à la plaque (17) de base, d'un axe (2) médian du brûleur (15) à jet.

Zeichnung