DE102017204582A1

DE102017204582A1 - Brennerkopf zur Anordnung im Kopf eines Vergasers zur Primäroxidation gasförmiger Vergasungsstoffe in Vergasern nach dem Prinzip der autothermen Reformierung (ATR) oder der nichtkatalytischen Partialoxidation (POX)

Info

Publication number: DE102017204582A1
Application number: DE102017204582.5A
Authority: DE
Inventors: Bernd Meyer; Fred Compart; Olaf Schulze; Peter Seifert
Original assignee: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Current assignee: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2018-09-20

Abstract

Die Erfindung betrifft Brennerköpfe zur Anordnung im Kopf eines Vergasers zur Primäroxidation gasförmiger Vergasungsstoffe in Vergasern. Die Brennerköpfe sind bis zu größten Leistungseinheiten ökonomisch günstig bereitstellbar. Dazu ist der in Richtung des Reaktionsraums des Vergasers weisende Bereich des Brennerkopfes kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei die kleinere Kreisfläche des Kegelstumpfes als Stirnfläche in Richtung des Reaktionsraums des Vergasers weist. Der Brennerkopf weist einen mittleren Hohlraum als Sackloch zur Zuführung von Vergasungsmittel und wenigstens einen den mittleren Hohlraum ringförmig umgebenden Hohlraum als Nut zur Zuführung von Vergasungsstoff auf. Weiterhin besitzt der Brennerkopf an der Mantelfläche des Kegelstumpfes endende und mit dem mittleren Hohlraum verbundene erste Querdüsen für Vergasungsmittel und mit dem zweiten Hohlraum verbundene zweite Querdüsen für Vergasungsstoff, so dass Vergasungsmittel über die ersten Querdüsen in unterschiedlichen Richtungen von der Brennerachse weg in den Reaktionsraum des Vergasers eindüsen und die Strahlen des Vergasungsmittels einen kreiskegelförmigen Raum im Reaktionsraum des Vergasers ausbilden.

Description

Die Erfindung betrifft Brennerköpfe zur Anordnung im Kopf eines Vergasers zur Primäroxidation gasförmiger Vergasungsstoffe in Vergasern nach dem Prinzip der autothermen Reformierung (ATR) oder der nichtkatalytischen Partialoxidation (POX).
Gasförmiger Vergasungsstoff, wie zum Beispiel Erdgas oder Erdölbegleitgase, wird in Vergasungsreaktoren partiell oxidiert, in dem dieser mit Vergasungsmittel bei Temperaturen bis 1.500 °C und Drücken bis 100 bar chemisch umgesetzt wird. Beim nichtkatalytischen Prozess der Partialoxidation (POX-Modus), der bei Temperaturen bis 1.500 °C abläuft, werden als Vergasungsmittel hauptsächlich Sauerstoff und untergeordnet Wasserdampf eingesetzt. Demgegenüber ist beim katalytisch unterstützten Prozess des Autothermreformings (ATR-Modus), bei dem die partielle Oxidation bei nur ungefähr 1.200 °C durchgeführt wird, der Wasserdampfanteil stark erhöht. Die Produktgase der Partialoxidation, die sogenannten Vergasungsgase, werden entweder direkt weiterverwendet (nichtkatalytischer POX-Modus) oder katalytisch reformiert (ATR-Modus). Die Temperaturen beziehen sich auf die Produktgase am Austritt des Vergasungsreaktors (POX-Modus) oder dem Eintritt in den Kataysator (ATR-Modus).
Eine partielle Oxidation wird bekannterweise mit einem oder wenigen Diffusionsbrennern am Kopf des Vergasungsreaktors durchgeführt. Vor den Brennern bilden sich Brennerflammen mit Temperaturen weit über 2000°C aus, in denen sich die Reaktanten vermischen und chemisch umsetzen. Die Brennerflammen erzeugen eine starke axiale Rezirkulationsströmung gemäß dem Reaktorprinzip eines Rührkesselreaktors. Das Rührkesselprinzip hat den Vorteil, dass der Abstand zwischen den Flammen und den inneren Umfassungswänden des Vergasungsreaktors ausreichend groß ist, so dass diese thermisch nicht überbeansprucht werden. Andererseits bilden sich im Vergasungsreaktor, und zwar außerhalb der Flammen, Zonen mit deutlich geringerem Reaktionsumsatz und Zonen, in denen der gasförmige Vergasungsstoff ohne schnellen Kontakt zu dem Vergasungsmittel verweilen (Totgebiete), aus. Es wird also nur ein kleiner Teil des Vergasungsraumes effektiv genutzt, das bedeutet der überwiegende Teil des Vergasungsraumes ist für den Reaktionsumsatz nicht erforderlich oder wie in den Totgebieten sogar schädlich, da dort Ruß gebildet wird. Die Baugröße der Vergasungsreaktoren beträgt das Mehrfache des reaktionstechnisch erforderlichen, so dass die Investitionskosten sehr hoch sind.
Die Brennerflammen werden im einfachsten Falle dadurch verbreitert, indem durch entsprechende Gestaltung der Austrittsöffnungen und Einbau von Drallvorrichtungen für den ausströmenden Vergasungsstoff und das ausströmende Vergasungsmittel diese verdrallt und tangential nach außen abströmen. Derartige Lösungen mit Drallvorrichtungen im Brennerzentralkanal und Brennerringkanal zur Verwirbelung und Aufweitung des Stromes des Vergasungsmittels und des Vergasungsstoffes sind beispielsweise durch die Druckschriften US 4,704,971 , DE 31 23 866 A1 , WO 01/081509 A , WO 02/42686 A1 , US 2004/0067461 A1 , WO 2005/017411 A1 , US 2007/0134608 A1 , US 7,267,809 B2 und WO 2011/095274 A2 bekannt.
Flächenhaft ausgebildete Brenner, sogenannte Brennerblöcke, mit mindestens drei Brennern sind beispielsweise aus den Druckschriften EP 1 182 181 A1 , DE 37 26 875 C2 und EP 1 717 295 B1 bekannt.
Die Druckschrift EP 1 182 181 A1 offenbart einen Vormisch-Brennerblock für partielle Oxidationsprozesse. Der Vorschlag ist für Vergasungsreaktoren, die bei hohen Drücken betrieben werden, nicht geeignet, da die geforderten, sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten am Austritt aus dem Brennerblock unter erhöhten Drücken nicht realisiert werden können. Des Weiteren ist der Brennerblock für Temperaturen im Vergaser von kleiner 1.400°C begrenzt. Diese Temperaturen werden in Vergasern in der Regel überschritten.
Die Druckschrift DE 37 26 875 C2 beinhaltet einen wassergekühlten Mehrdüsen-Brenner, bei dem die Reaktanten in Form des Vergasungsstoffes Erdgas und des exotherm reagierenden Vergasungsmittels, durch Kühlwasser führende Zwischenräume voneinander getrennt sind. Diese Lösung ist für die technische Ausführung von Vergasungsbrennern, die die hohe Vorwärmung des Vergasungsmittels bis ungefähr 400°C und des Vergasungsstofes bis ungefähr 650°C erfordern, nicht geeignet. Durch die Kompaktheit der Bodenplatte würde diese aufgrund der hohen thermischen Spannungen schnell zerstört werden. Ebenso können die Längsdehnungen der nicht gekühlten Zuführungsrohre mechanisch nicht abgefangen werden.
Die Druckschrift EP 1 717 295 B1 beschreibt einen flächenhaften Vergasungsinjektor für Kohleslurry und Vergasungsmittel in Form von Sauerstoff. Die flächenhafte Verteilung des Vergasungsstoffes und die Zumischung von Sauerstoff an der gekühlten Frontplatte sind apparate- und betriebstechnisch extrem aufwändig. Es bestehen massive sicherheitstechnische Bedenken gegenüber einem mit Sauerstoff beaufschlagten Druckraum, bei dem es bei erhöhten Temperaturen (hot spots) zu Sauerstoffbränden mit den umgebenden drucktragenden metallischen Wänden kommen kann. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn eines der Slurry-Einspritzrohre im Durchfluss gestört ist und sich durch Rückzündung in den Sauerstoff-Druckraum hinein erwärmt. Eine aufwändige Temperaturüberwachung der gesamten Frontplatte im Sauerstoff-Druckraum ist unumgänglich.
In der Druckschrift CN 202 080 879 U wird ein Brenner vorgeschlagen, bei dem der Vergasungssauerstoff nicht in einer zentralen Rohrdüse, sondern in einer Ringdüse, die von gekühlten Wänden umgeben ist, in den Vergasungsreaktor eingedüst wird. Die Ringdüse für Sauerstoff ist von einer Ringdüse für Vergasungsstoff umgeben. Die konzentrische Ringanordnung ermöglicht jedoch nur eine geringe Verbreiterung der Brennerflamme, da bei einer größeren Ausdehnung der Brennerringe die gleichmäßige Verteilung der Reaktanten über den Ringquerschnitt nicht mehr gewährleistet ist und bei einer stärkeren Ausdehnung der Brennerringe sich die Zirkulationsströmung von außen nach innen verlegen würde. Der um die Sauerstoff-Ringdüse außen herum austretende Vergasungsstoff strömt in einer geringeren Strahlstärke in den Reaktionsraum. Dies führt zu einer stärkeren Verdünnung des Vergasungsstoffes durch Einmischung der umgebenden Produktgase, wodurch sich die Reaktionsraten mit Sauerstoff verringern und der Methanschlupf steigt.
Zum Ausfüllen des Vergaserquerschnitts mit Brennerflammen sind Brennerplatten mit mehreren Brennern bekannt. Derartige Lösungen sind beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2014 211 755 A1 als Vergaserkopf und Verfahren für die Partialoxidation von gasförmigem und flüssigem Vergasungsstoff und in der Druckschrift DE 10 2014 211 757 A1 als Brennervorrichtung für die Partialoxidation von gasförmigem Vergasungsstoff beschrieben. Die Anordnungen der Brenner am Brennerkopf und damit die Verteilung des Vergasungsmittels und des Vergasungsstoffes soll zu einer überwiegenden Kolbenströmung im Vergaserinnenraum führen. Bei den Brennern besteht jedoch die Möglichkeit, dass sich die Rezirkulationsströmungen nunmehr um die getrennt stehenden Brennerflammen herum ausbilden, die die gewünschte Kolbenströmung beeinträchtigen und das Prinzip des Rührkesselreaktors auf kleinere Skalen hin verlagert wird. Hinter jeder Brennerflamme kann sich eine eigene Wirbelstrecke mit geringer Quervermischung zur Umgebung ausprägen.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brennerkopf für einen Brenner für einen nach dem POX- oder ATR-Prinzip arbeitenden Vergaser bis zu größten Leistungseinheiten ökonomisch günstig bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Brennerköpfe zur Anordnung im Kopf eines Vergasers zur Primäroxidation gasförmiger Vergasungsstoffe in Vergasern nach dem Prinzip der autothermen Reformierung (ATR) oder der nichtkatalytischen Partialoxidation (POX) zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Brennerköpfe bis zu größten Leistungseinheiten ökonomisch günstig bereitstellbar sind.
Dazu ist der in Richtung des Reaktionsraums des Vergasers weisende Bereich des Brennerkopfes kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei die kleinere Kreisfläche des Kegelstumpfes als Stirnfläche in Richtung des Reaktionsraums des Vergasers weist. Der Brennerkopf weist einen mittleren Hohlraum als Sackloch zur Zuführung von Vergasungsmittel und wenigstens einen den mittleren Hohlraum ringförmig umgebenden Hohlraum als Nut zur Zuführung von Vergasungsstoff auf. Weiterhin besitzt der Brennerkopf an der Mantelfläche des Kegelstumpfes endende und mit dem mittleren Hohlraum verbundene erste Querdüsen für Vergasungsmittel und mit dem zweiten Hohlraum verbundene zweite Querdüsen für Vergasungsstoff, so dass Vergasungsmittel über die ersten Querdüsen in unterschiedlichen Richtungen von der Brennerachse weg in den Reaktionsraum des Vergasers eindüst und die Strahlen des Vergasungsmittels einen kreiskegelförmigen Raum im Reaktbnsraum des Vergasers ausbilden und sich dabei gegenseitig nicht berühren oder überschneiden.
In Vergasern nach dem POX- oder ATR-Prinzip wird der gasförmige Vergasungsstoff, das ist Erdgas oder andere Kohlenwasserstoffe, und das Vergasungsmittel, das ist Sauerstoff aber auch Wasserdampf und Kohlendioxid, zusammen als Reaktionspartner mittels Brenner eingebracht. Letztere sind als Einzelbrenner oder als Brennerplatten ausgeführt. Vor dem Brennermund der Brenner bildet sich die Brennerflamme aus, in der die Primäroxidation zu den primären Oxidationsprodukten Wasser und Kohlendioxid sehr hohen Temperaturen stattfindet.
Die Synthesegase Wasserstoff und Kohlenmonoxid bilden sich überwiegend außerhalb der Zone der Primäroxidation bei niedrigeren Temperaturen, sowohl in den Gasschleppen im Nachlauf zu den Brennerflammen als auch in der Umgebung der Flammen. Hierfür werden, da die Reaktionsgeschwindigkeiten der endothermen Vergasungsreaktionen niedriger sind, ausreichend hohe Verweilzeiten bereitgestellt.
Der Brennerkopf zeichnet sich dabei weiterhin dadurch aus, dass die aus der Brennerflamme abströmenden Gase in Kurzschlussströmung zum Rohgasabgang gelangen (POX-Prinzip) oder mit zu hohen Temperaturen auf die Katalysatorschüttung (ATR-Modus) auftreffen. Dabei wird der Reaktionsraum des Vergasers in größtmöglichem Umfang für die endothermen Vergasungsreaktionen genutzt, ohne dass Einbußen im Reaktionsumsatz auftreten. Dazu wird die Zone der primären Oxidation so verbreitert, dass damit ein größtmöglicher Teil Querschnitts des Reaktionsraums abgedeckt wird. Das wird durch die Mittendüsen der Stirnfläche und den Querdüsen an der Mantelfläche des Kreiskegelstumpfes des Brennerkopfes erreicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 14 angegeben.
Die erste Querdüse ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 ein den mittleren Hohlraum und den Reaktionsraum verbindender Kanal. Die zweite Querdüse ist ein den ringförmigen Hohlraum und den Reaktionsraum verbindender Kanal, wobei die Kanäle beabstandet zueinander enden und zueinander so gerichtet sind, dass sich die Symmetrieachsen beabstandet zur Mantelfläche des Kegelstumpfes im Reaktionsraum des Vergasers kreuzen.
Die erste Querdüse und die zweite Querdüse sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 eine kombinierte Querdüse, wobei ein mit dem mittleren Hohlraum verbundenes Rohrstück als erste Querdüse wenigstens bereichsweise im mit dem mittleren Hohlraum verbundenen Kanal angeordnet ist. Der Kanal ist im Bereich des Rohrstücks im Querschnitt größer als der Außendurchmesser des Rohrstücks ausgebildet. Der mit dem ringförmigen Hohlraum verbundene Kanal endet im den Bereich des Rohrstücks umgebenden Raum, so dass der Kanal und das Rohrstück eine Zweistoffdüse sind.
Mindestens drei über den Umfang des Brennerkopfes gleichmäßig verteilte Querdüsen sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 so angeordnet, dass durch das eingedüste Vergasungsmittel und den eingedüsten Vergasungsstoff hervorgerufenen Querstrahlen der Primäroxidation sternförmig oder tangential quer in den Reaktionsraum des Vergasers hinein gerichtet sind, sich gegenseitig nicht berühren oder überschneiden, und dabei zumindest teilweise einen Kegelstumpf ausbilden und mit ihren Enden einzelne Punkte auf dem Durchmesser des äußeren Kreises des Kegelstumpfes ausbilden.
Der Brennerkopf besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 an der Stirnfläche endende und mit dem mittleren Hohlraum verbundene erste Mittendüsen für Vergasungsmittel und mit dem ringförmigen Hohlraum verbundene zweite Mittendüsen für Vergasungsstoff, so dass Vergasungsmittel über die ersten Mittendüsen und die ersten Querdüsen in unterschiedlichen Richtungen von der Brennerachse weg in den Reaktionsraum des Vergasers eindüst und die Strahlen des Vergasungsmittels einen kreiskegelförmigen Raum im Reaktionsraum des Vergasers ausbilden und sich dabei gegenseitig nicht berühren oder überschneiden.
Die erste Mittendüse ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 ein den mittleren Hohlraum und den Reaktionsraum verbindender Kanal. Die zweite Mittendüse ist ein den ringförmigen Hohlraum und den Reaktionsraum verbindender Kanal, wobei die Kanäle beabstandet zueinander enden und zueinander so gerichtet sind, dass sich die Symmetrieachsen beabstandet zur Stirnfläche im Reaktionsraum des Vergasers kreuzen. Dazu können die Symmetrieachsen Winkel zwischen größer 0 und kleiner/gleich 30° einschließen. Die Ströme des Vergasungsmittels und des Vergasungsstoffs sind dabei so groß, dass die Flamme des Vergasungsstoffs weitestgehend nicht abgelenkt wird. Darüber hinaus erfolgt die Vermischung beabstandet zu der Stirnfläche des Brennerkopfs, so dass es zur vollen Ausbildung der Flamme von Vergasungsmittel erst nach dem Auftreffen des Vergasungsstoffs auf das Vergasungsmittel kommt.
Die Stirnfläche des Brennerkopfs besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 wenigstens eine Vertiefung, so dass die Enden der Mittendüsen in der Vertiefung so enden, dass die Symmetrieachsen der Kanäle als erste Mittendüsen und die Stirnfläche in Richtung Brennerkopf jeweils einen Winkel kleiner 90° und die Symmetrieachsen der Kanäle als zweite Mittendüsen und die Stirnfläche in Richtung Brennerkopf jeweils einen Winkel größer 90° einschließen.
Die erste Mittendüse und die zweite Mittendüse sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 eine kombinierte Mittendüse, wobei ein mit dem mittleren Hohlraum verbundenes Rohrstück als erste Mittendüse wenigstens bereichsweise im mit dem mittleren Hohlraum verbundenen Kanal angeordnet ist. Der Kanal ist im Bereich des Rohrstücks im Querschnitt größer als der Außendurchmesser des Rohrstücks ausgebildet. Weiterhin endet der mit dem ringförmigen Hohlraum verbundene Kanal im den Bereich des Rohrstücks umgebenden Raum, so dass der Kanal und das Rohrstück eine Zweistoffdüse sind.
Die ersten Mittendüsen und die ersten Querdüsen sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 so ausgebildet, dass die Menge des mittels der ersten Mittendüsen zugeführten Vergasungsmittels bis 50 % der Menge des mittels der ersten Querdüsen zugeführten Vergasungsmittels ist.
Die ersten Mittendüsen und die ersten Querdüsen sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 so ausgebildet, dass die Austrittsgeschwindigkeiten des Vergasungsmittels aus den ersten Mittendüsen und den ersten Querdüsen jeweils einschließlich 30 m/s bis 120 m/s betragen.
Die erste Mittendüse für Vergasungsmittel und die zweite Mittendüse für Vergasungsstoff sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 so angeordnet, dass die sich ausbildenden Freistrahlen von Vergasungsstoff in ihrer Ausrichtung den Freistrahlen von Vergasungsmittel teilweise, überwiegend oder vollständig folgen. Weiterhin ist die zweite Mittendüse für Vergasungsstoff so ausgebildet, dass die Austrittsgeschwindigkeit des Vergasungsstoffs jeweils einschließlich 10 m/s bis 80 m/s beträgt. Der Massestrom des Vergasungsmittels aus der Querdüse bestimmt die Länge der Primärflamme und definiert damit das Strömungsprofil des Reaktionsraums des Vergasers. Die Strömungsgeschwindigkeit und der Impuls der Eindüsung des Vergasungsstoffs ist dabei geringer als die Strömungsgeschwindigkeit und der Impuls des Vergasungsmittels, so dass das durch das Vergasungsmittel aufgeprägte Strömungsprofil durch den Vergasungsstoff nicht gestört wird.
Der Brennerkopf weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 wenigstens einen Kühlmittel führenden Kühlkanal auf. Die Enden des Kühlkanals sind am Brennerkopf nach außen geführt, so dass in Verbindung mit Kühlmittelleitungen der Brennerkopf mit Kühlmittel durchströmt wird.
Der Brennerkopf weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 zwischen dem mittleren Hohlraum als Sackloch zur Zuführung von Vergasungsmittel und dem ringförmigen Hohlraum als Nut zur Zuführung von Vergasungsstoff einen weiteren ringförmigen Hohlraum als Nut zur Zuführung von Wasserdampf auf. Darüber hinaus besitzt der Brennerkopf an der Mantelfläche des Kegelstumpfes endende und jeweils mit dem mittleren Hohlraum, dem ringförmigen Hohlraum und dem weiteren ringförmigen Hohlraum verbundene und düsenausbildende Querkanäle.
Der Querkanal besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 in seiner Längsrichtung drei Bereiche. Dabei sind der Querschnitt des ersten Bereichs größer als der Querschnitt des zweiten Bereichs und der Querschnitt des zweiten Bereichs größer als der Querschnitt des dritten Bereichs. Der erste Bereich endet im mittigen Hohlraum für Vergasungsmittel. Im Übergang des ersten Bereichs zum zweiten Bereich endet ein den Querkanal mit dem weiteren ringförmigen Hohlraum für Wasserdampf verbindender Kanal. Im Übergang des zweiten Bereichs zum dritten Bereich endet ein den Querkanal mit dem ringförmigen Hohlraum für Vergasungsstoff verbindender Kanal. Damit wird der aus dem Querkanal austretende Strahl aus Vergasungsmittel und Vergasungsstoff durch den sich dazwischen befindenden Wasserdampf gekühlt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1 einen gekühlten Brennerkopf mit beabstandet zueinander angeordneten Düsen für Vergasungsmittel und Vergasungsstoff in einer Schnittdarstellung,
2 eine Stirnfläche eines derartigen Brennerkopfes,
3 einen gekühlten Brennerkopf mit kombinierten Düsen für Vergasungsmittel und Vergasungsstoff in einer Schnittdarstellung und
4 einen gasgekühlten Brennerkopf in einer Schnittdarstellung.

Ein Brennerkopf 1 zur Anordnung im Kopf eines Vergasers, wobei der Vergaser und damit der Brenner ein nach der autothermen Reformierung (ATR) oder nichtkatalytischen Partialoxidation (POX) arbeitender Brenner ist, besteht im Wesentlichen aus einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Brennerkopf 1 mit einem mittleren Hohlraum 5 als Sackloch zur Zuführung von Vergasungsmittel 6, einem ringförmigen Hohlraum 7 als Nutzur Zuführung von Vergasungsstoff 8, an der Mantelfläche 9 des Kegelstumpfes endende erste Querdüsen 10 für Vergasungsmittel 6 und zweite Querdüsen 11 für Vergasungsstoff 8, an der Stirnfläche 2 endenden ersten Mittendüsen 12 für Vergasungsmittel 6 und zweiten Mittendüsen 13 für Vergasungsstoff 8 und wenigstens einen Kühlkanal 14.
Die 1 zeigt einen gekühlten Brennerkopf 1 mit beabstandet zueinander angeordneten Düsen für Vergasungsmittel 6 und Vergasungsstoff 8 in einer prinzipiellen Schnittdarstellung.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Brennerkopf 1 für einen dreidimensional wirkenden Innenstrahlbrenner für die Primäroxidation von Erdgas als Vergasungsstoff 8 mit Sauerstoff als Vergasungsmittel 6 in Vergasern nach dem POX- oder ATR-Prinzip beschrieben.
Der Brennerkopf 1 ragt mit der Stirnfläche 2 in den Reaktionsraum 3 des Vergasers. Der Brennerkopf 1 ist nach oben durch Anschweißenden 4 für die Rohre (hier nicht dargestellt) zur Gaszuführung und Wasserkühlung begrenzt. Zentral im Brennerkopf 1 befindet sich der als Sackloch ausgebildete mittlere Hohlraum 5 als Zuführungskanal für das Vergasungsmittel 6. Koaxial ist der ringförmige Hohlraum 7 als Nut für die Zuführung des Vergasungsstoffs 8 angeordnet. Der in Richtung des Reaktionsraums 3 des Vergasers weisende Bereich des Brennerkopfes 1 ist kegelstumpfförmig ausgebildet.
Die 2 zeigt eine Stirnfläche 2 eines derartigen Brennerkopfs 1 in einer prinzipiellen Darstellung.
Dazu sind die erste Mittendüse 10 ein den mittleren Hohlraum 5 und den Reaktionsraum 3 verbindender Kanal und die zweite Mittendüse 13 ein den ringförmigen Hohlraum 7 und den Reaktionsraum 3 verbindender Kanal, wobei die Kanäle beabstandet zueinander enden und zueinander so gerichtet sind, dass sich die Symmetrieachsen beabstandet zur Stirnfläche 2 im Reaktionsraum 3 des Vergasers kreuzen. Die Stirnfläche 2 des Brennerkopfs 1 kann auch wenigstens eine Vertiefung so besitzen, dass die Enden der Mittendüsen 12, 13 in der Vertiefung enden. Dabei schließen die Symmetrieachsen der Kanäle als erste Mittendüsen 12 und die Stirnfläche 2 in Richtung Brennerkopf 1 jeweils einen Winkel kleiner 90° und die Symmetrieachsen der Kanäle als zweite Mittendüsen 13 und die Stirnfläche 2 in Richtung Brennerkopf 1 jeweils einen Winkel größer 90° ein.
Die erste Querdüse 10 ist ein den mittleren Hohlraum 5 und den Reaktionsraum 3 verbindender Kanal. Die zweite Querdüse 11 ist ein den ringförmigen Hohlraum 7 und den Reaktionsraum 3 verbindender Kanal. Die Kanäle enden beabstandet zueinander und sind zueinander so gerichtet, dass sich die Symmetrieachsen beabstandet zur Mantelfläche 9 des Kegelstumpfes im Reaktionsraum 3 des Vergasers kreuzen.
In einer ersten Ausführungsform münden in der Mantelfläche 9 des Kegelstumpfes acht erste Querdüsen 10 mit ihren Düsenmündern 15 für Vergasungsmittel 6 und acht zweite Querdüsen 11 mit ihren Düsenmündern 16 für Vergasungsstoff 8. In der Stirnfläche 2 enden vier erste Mittendüsen 12 mit ihren Düsenmündern 17 für Vergasungsmittel 6 und vier zweite Mittendüsen 13 mit ihren Düsenmündern 18 für Vergasungsstoff 8.
Der Brennerkopf 1 ist wassergekühlt. In der Darstellung der 1 ist beispielhaft ein Kühlkanal 14 schematisch dargestellt. Das Kühlwasser wird über einen Zuführungskanal 19 als kaltes Kühlwasser 20 eingeleitet und über einen Abführungskanal 21 für das erwärmte Kühlwasser 22 ausgeleitet. Für die Kühlung weist der Brennerkopf 1 radiale Kühlwasserleitungen für die Kühlung der thermisch hochbelasteten Stirnfläche 2 und Mantelfläche 9 des Brennerkopfs 1 auf.
Die Achsen der ersten Querdüsen 10 und Symmetrieachse des Brennerkopfes 1 schließen jeweils einen Winkel von 65° ein. Die Achsen der ersten Mittendüsen 12 und die Symmetrieachse des Brennerkopfes 1 schließen jeweils einen Winkel von 25° ein. Die Düsenmünder 15 der acht ersten Querdüsen 10 für Vergasungsmittel 6 und die Düsenmünder 17 der vier ersten Mittendüsen 12 für Vergasungsmittel 6 befinden sich jeweils rotationssymmetrisch gegenüber der Symmetrieachse des Brennerkopfes 1 auf Lochkreisen. Benachbart zu den acht ersten Querdüsen 10 sind die acht zweiten Querdüsen 11 und benachbart zu den vier ersten Mittendüsen 12 sind die vier zweiten Mittendüsen 13 angeordnet, wobei sich die Düsenmünder 16 der zweiten Querdüsen 11 und die Düsenmünder 18 der zweiten Mittendüsen 13 auf weiteren Lochkreisen befinden. Die benachbarten Düsenmünder 15, 16 der Querdüsen 10, 11 liegen auf gleichen Mittelpunktstrahlen 23. Die benachbarten Düsenmünder 17, 18 der Mittendüsen 12, 13 liegen auf gleichen Mittelpunktstrahlen 24. Die Mittelpunktstrahlen 23, 24 laufen jeweils vom Mittelpunkt der Stirnfläche 2 nach außen. Derartige Anordnungen gewährleisten genügend Abstände zur Platzierung der radialen Kühlkanäle 14, von denen jeweils einer zwischen benachbarten Mittelpunktstrahlen 23 mt den Querdüsen 10, 11 platziert ist. Damit ist eine gleichmäßige und intensive Kühlung des thermisch belasteten Brennerkopfs 1 gewährleistet. Die Kanäle benachbarter ersten Querdüsen 10 und zweiten Querdüsen 11 als äußere Düsenpaare schließen beispielsweise einen Winkel von 18° ein. Die Kanäle benachbarter ersten Mittendüsen 12 und zweiten Mittendüsen 13 als innere Düsenpaare schließen einen Winkel beispielsweise von 40° ein. In dieser Ausführungsform können vorteilhafterweise 75 % des Vergasungsmittels 6 und des Vergasungsstoffs 8 über die Querdüsen 10, 11 als äußere Düsenpaare und 25 % des Vergasungsmittels 6 und des Vergasungsstoffs 8 über die Mittendüsen 12, 13 als innere Düsenpaare eingedüst werden, wobei die Eindüsung innerhalb der äußeren und der inneren Düsenpaare gleichverteilt erfolgt.
Nach den ersten Querdüsen 10 bilden sich Querstahlen von Vergasungsmittel 6 und nach den ersten Mittendüsen 12 bilden sich Mittenstrahlen, die sternförmig in den Reaktionsraum 3 hinein gerichtet sind, sich gegenseitig nicht berühren oder überschneiden, und dabei der gedachten Kontur von zwei Kegelstümpfen, näherungsweise in Form von Kreiskegeln (äußerer Kreiskegel, innerer Kreiskegel, nicht dargestellt), folgen. Die jeweiligen Strahlen sind Flammen, die mit ihren Flammenenden einzelne Punkte als Flammenflecken beschreiben, die auf den Durchmessern des äußeren und des inneren Kreiskegels der Querstrahlen und der Mittenstrahlen liegen. Die Impulsströme des in den Reaktionsraum 3 des Vergasers austretenden Vergasungsmittels 6 können vorteilhafterweise so gewählt werden, dass der Durchmesser des äußeren Kreiskegels der Querstrahlen das Fünffache des äußeren Durchmessers des Brennerkopfes 1 und der Durchmesser des inneren Kreiskegels der Mittenstrahlen in etwa dem Durchmesser des Brennerkopfes 1 entspricht. Die Einmischungen von Vergasungsstoff 8 in Vergasungsmittel 6 kann in einem Abstand von kleiner 5 cm vom Brennerkopf 1 erfolgen. Damit wird sichergestellt, dass das austretende Vergasungsmittel 6 praktisch nicht mit den umgebenden brennbaren Gasen reagieren kann, sondern höchstens erst dann, nachdem der langsamer ausströmende Vergasungsstoff 8 in das wesentlich schneller strömende Vergasungsmittel 6 eingemischt und abreagiert worden sind.
Die 3 zeigt einen gekühlten Brennerkopf 1 mit kombinierten Düsen für Vergasungsmittel 6 und Vergasungsstoff 8 in einer prinzipiellen Schnittdarstellung.
In einer zweiten Ausführungsform sind die Querdüsen 10, 11 und die Mittendüsen 12, 13 jeweils als eine kombinierte Düse und damit als Zweistoffdüse ausgeführt.
Dazu sind die erste Querdüse 10 und die zweite Querdüse 11 eine kombinierte Querdüse, wobei ein mit dem mittleren Hohlraum 5 verbundenes erstes Rohrstück 25 als erste Querdüse 10 wenigstens bereichsweise im mit dem mittleren Hohlraum 5 verbundenen Kanal als erste Querdüse 10 angeordnet ist. Der Kanal ist im Bereich des ersten Rohrstücks 25 im Querschnitt größer als der Außendurchmesser des ersten Rohrstücks 25 ausgebildet und der mit dem ringförmigen Hohlraum 7 verbundene Kanal endet im den Bereich des ersten Rohrstücks 25 umgebenden Raum 26, so dass der Kanal und das erste Rohrstück 25 eine Zweistoffdüse sind.
Weiterhin sind die erste Mittendüse 12 und die zweite Mittendüse 13 eine kombinierte Mittendüse, wobei ein mit dem mittleren Hohlraum 5 verbundenes zweites Rohrstück 27 als erste Mittendüse 12 wenigstens bereichsweise im mit dem mittleren Hohlraum 5 verbundenen Kanal als erste Mittendüse 12 angeordnet ist. Der Kanal ist im Bereich des zweiten Rohrstücks 27 im Querschnitt größer als der Außendurchmesser des zweiten Rohrstücks 27 ausgebildet. Der mit dem ringförmigen Hohlraum 7 verbundene Kanal endet im Bereich des zweiten Rohrstücks 27 umgebenden Raum 28, so dass der Kanal und das zweite Rohrstück 27 eine Zweistoffdüse sind.
Die so ausgebildeten Zweistoffdüsen sind kleine Axialdiffusionsbrenner. Der Vorteil der Ausbildung mehrerer kleiner Axialdiffusionsbrenner besteht darin, dass das austretende Vergasungsmittel 6 vollständig umhüllt von dem Vergasungsstoff 8 praktisch sofort mit diesem reagiert, ohne dass andere Gase an der Reaktion beteiligt sind Durch einen derartigen Brennerkopf 1 wird der gleichgerichtete Impulsstrom der Strahlen und damit der Flammen größer als die der ersten Ausführungsform. Das betrifft auch die radiale Verbreiterung der Flammenkreise. Diese Ausführung ist damit besonders geeignet, höchste spezifische Vergaserleistungen zu erreichen.
Die 4 zeigt einen gasgekühlten Brennerkopf 1 in einer prinzipiellen Schnittdarstellung.
Eine dritte Ausführungsform ist der Brennerkopf 1 ein gasgekühlter Brennerkopf 1.
Der Brennerkopf 1 weist zwischen dem mittleren Hohlraum 5 als Sackloch zur Zuführung von Vergasungsmittel 6 und dem ringförmigen Hohlraum 7 als Nut zur Zuführung von Vergasungsstoff 8 einen weiteren ringförmigen Hohlraum 29 als Nut zur Zuführung von Wasserdampf auf. Weiterhin besitzt der Brennerkopf 1 an der Mantelfläche 9 des Kegelstumpfes endende und jeweils mit dem mittleren Hohlraum 5, dem ringförmigen Hohlraum 7 und dem weiteren ringförmigen Hohlraum 29 verbundene und düsenausbildende Querkanäle 30.
Der Querkanal 30 besitzt in seiner Längsrichtung drei Bereiche 31, 32, 33. Dabei ist der Querschnitt des ersten Bereichs 31 kleiner als der Querschnitt des zweiten Bereichs 32. Dessen Querschnitt ist kleiner als der Querschnitt des dritten Bereichs 33. Der erste Bereich endet im mittigen Hohlraum 5 für Vergasungsmittel 6. Im Übergang des ersten Bereichs 31 zum zweiten Bereich 32 endet ein den weiteren ringförmigen Hohlraum 29 für Wasserdampf verbindender Kanal im Querkanal 30. Im Übergang des zweiten Bereichs 32 zum dritten Bereich 33 endet ein den Querkanal 30 mit dem ringförmigen Hohlraum 7 für Vergasungsstoff 8 verbindender Kanal. Der dritte Bereich 33 endet im Reaktionsraum 3. Damit wird der aus dem Querkanal 30 austretende Strahl aus Vergasungsmittel 6 und Vergasungsstoff 8 durch den sich dazwischen befindenden Wasserdampf gekühlt.
Bezugszeichenliste

1: Brennerkopf
2: Stirnfläche
3: Reaktionsraum des Vergasers
4: Anschweißenden
5: mittlerer Hohlraum - Zuführung Vergasungsmittel
6: Vergasungsmittel
7: ringförmiger Hohlraum - Zuführung Vergasungsstoff
8: Vergasungsstoff
9: Mantelfläche Kegelstumpf
10: erste Querdüse Vergasungsmittel
11: zweite Querdüse Vergasungsstoff
12: erste Mittendüse Vergasungsstoff
13: zweite Mittendüse
14: Kühlkanal
15: Düsenmund erste Querdüse Vergasungsmittel
16: Düsenmund zweite Querdüse Vergasungsstoff
17: Düsenmund erste Mittendüse Vergasungsmittel
18: Düsenmund zweite Mittendüse Vergasungsstoff
19: Zuführungskanal
20: kaltes Kühlwasser
21: Abführungskanal
22: erwärmtes Kühlwasser
23: Mittelpunktstrahl Querdüsen
24: Mittelpunktstrahl Mittendüsen
25: erstes Rohrstück
26: Raum
27: zweites Rohrstück
28: Raum
29: weiterer ringförmiger Hohlraum
30: Querkanal
31: erster Bereich
32: zweiter Bereich
33: dritter Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4704971 [0004]
DE 3123866 A1 [0004]
WO 01/081509 A [0004]
WO 0242686 A1 [0004]
US 2004/0067461 A1 [0004]
WO 2005/017411 A1 [0004]
US 2007/0134608 A1 [0004]
US 7267809 B2 [0004]
WO 2011/095274 A2 [0004]
EP 1182181 A1 [0005, 0006]
DE 3726875 C2 [0005, 0007]
EP 1717295 B1 [0005, 0008]
CN 202080879 U [0009]
DE 102014211755 A1 [0010]
DE 102014211757 A1 [0010]

Claims

Brennerkopf (1) zur Anordnung im Kopf eines Vergasers zur Primäroxidation gasförmiger Vergasungsstoffe in Vergasern nach dem Prinzip der autothermen Reformierung (ATR) oder der nichtkatalytischen Partialoxidation (POX), dadurch gekennzeichnet, dass der in Richtung des Reaktionsraums (3) des Vergasers weisende Bereich des Brennerkopfes (1) kegelstumpfförmig ausgebildet ist, wobei die kleinere Kreisfläche des Kegelstumpfes als Stirnfläche (2) in Richtung des Reaktionsraums (3) des Vergasers weist, dass der Brennerkopf (1) einen mittleren Hohlraum (5) als Sackloch zur Zuführung von Vergasungsmittel (6) und wenigstens einen den mittleren Hohlraum (5) ringförmig umgebenden Hohlraum (7) als Nut zur Zuführung von Vergasungsstoff (8) aufweist, und dass der Brennerkopf (1) an der Mantelfläche (9) des Kegelstumpfes endende und mit dem mttleren Hohlraum (5) verbundene erste Querdüsen (10) für Vergasungsmittel (6) und mit dem zweiten Hohlraum (7) verbundene zweite Querdüsen (11) für Vergasungsstoff (8) besitzt, so dass Vergasungsmittel (6) über die ersten Querdüsen (10) in unterschiedlichen Richtungen von der Brennerachse weg in den Reaktionsraum (3) des Vergasers eindüst und die Strahlen des Vergasungsmittels (6) einen kreiskegelförmigen Raum im Reaktionsraum (3) des Vergasers ausbilden und sich dabei gegenseitig nicht berühren oder überschneiden.
Brennerkopf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querdüse (10) ein den mittleren Hohlraum (5) und den Reaktionsraum (3) verbindender Kanal ist und dass die zweite Querdüse (11) ein den ringförmigen Hohlraum (7) und den Reaktionsraum (3) verbindender Kanal ist, wobei die Kanäle beabstandet zueinander enden und zueinander so gerichtet sind, dass sich die Symmetrieachsen beabstandet zur Mantelfläche (9) des Kegelstumpfes im Reaktionsraum (3) des Vergasers kreuzen.
Brennerkopf nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querdüse (10) und die zweite Querdüse (11) eine kombinierte Querdüse sind, wobei ein mit dem mittleren Hohlraum (5) verbundenes Rohrstück (25) als erste Querdüse (10) wenigstens bereichsweise im mit dem mittleren Hohlraum (5) verbundenen Kanal angeordnet ist, dass der Kanal im Bereich des Rohrstücks (25) im Querschnitt größer als der Außendurchmesser des Rohrstücks (25) ausgebildet ist und dass der mit dem ringförmigen Hohlraum (7) verbundene Kanal im den Bereich des Rohrstücks (25) umgebenden Raum (26) endet, so dass der Kanal und das Rohrstück (25) eine Zweistoffdüse sind.
Brennerkopf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei über den Umfang des Brennerkopfes (1) gleichmäßig verteilte Querdüsen (10, 11) so angeordnet sind, dass durch das eingedüste Vergasungsmittel (6) und dem eingedüsten Vergasungsstoff (8) hervorgerufenen Querstrahlen der Primäroxidation sternförmig oder tangential quer in den Reaktionsraum (3) des Vergasers hinein gerichtet sind, sich gegenseitig nicht berühren oder überschneiden, und dabei zumindest teilweise einen Kegelstumpf ausbilden und mit ihren Enden einzelne Punkte auf dem Durchmesser des äußeren Kreises des Kegelstumpfes ausbilden.
Brennerkopf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerkopf (1) an der Stirnfläche (2) endende und mit dem mittleren Hohlraum (5) verbundene erste Mittendüsen (12) für Vergasungsmittel (6) und mit dem ringförmigen Hohlraum (7) verbundene zweite Mittendüsen (13) für Vergasungsstoff (8) besitzt, so dass Vergasungsmittel (6) über die ersten Mittendüsen (12) und die ersten Querdüsen (10) in unterschiedlichen Richtungen von der Brennerachse weg in den Reaktionsraum (3) des Vergasers eindüst und die Strahlen des Vergasungsmittels einen kreiskegelförmigen Raum im Reaktionsraum (3) des Vergasers ausbilden und sich dabei gegenseitig nicht berühren oder überschneiden.
Brennerkopf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mittendüse (12) ein den mittleren Hohlraum (5) und den Reaktionsraum (3) verbindender Kanal ist und dass die zweite Mittendüse (13) ein den ringförmigen Hohlraum (7) und den Reaktionsraum (3) verbindender Kanal ist, wobei die Kanäle beabstandet zueinander enden und zueinander so gerichtet sind, dass sich die Symmetrieachsen beabstandet zur Stirnfläche (2) im Reaktionsraum (3) des Vergasers kreuzen.
Brennerkopf nach den Patentansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Stirnfläche (2) des Brennerkopfs (1) wenigstens eine Vertiefung so besitzt, dass die Enden der Mittendüsen (12, 13) in der Vertiefung so enden, dass die Symmetrieachsen der Kanäle als erste Mittendüsen (12) und die Stirnfläche (2) in Richtung Brennerkopf (1) jeweils einen Winkel kleiner 90° und die Symmetrieachsen der Kanäle als zweite Mittendüsen (13) und die Stirnfläche (2) in Richtung Brennerkopf (1) jeweils einen Winkel größer 90° einschließen.
Brennerkopf nach den Patentansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mittendüse (12) und die zweite Mittendüse (13) eine kombinierte Mittendüse sind, wobei ein mit dem mittleren Hohlraum (5) verbundenes Rohrstück (27) als erste Mittendüse (12) wenigstens bereichsweise im mit dem mittleren Hohlraum (5) verbundenen Kanal_angeordnet ist, dass der Kanal im Bereich des Rohrstücks (27) im Querschnitt größer als der Außendurchmesser des Rohrstücks (27) ausgebildet ist und dass der mit dem ringförmigen Hohlraum (7) verbundene Kanal im den Bereich des Rohrstücks (27) umgebenden Raum endet, so dass der Kanal und das Rohrstück (27) eine Zweistoffdüse sind.
Brennerkopf nach den Patentansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittendüsen (12) und die ersten Querdüsen (10) so ausgebildet sind, dass die Menge des mittels der ersten Mittendüsen (12) zugeführten Vergasungsmittels (6) bis 50 % der Menge des mittels der ersten Querdüsen (10) zugeführten Vergasungsmittels (6) sind.
Brennerkopf nach den Patentansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittendüsen (12) und die ersten Querdüsen (10) so ausgebildet sind, dass die Austrittsgeschwindigkeiten des Vergasungsmittels (6) aus den ersten Mittendüsen (12) und den ersten Querdüsen (10) jeweils einschließlich 30 m/s bis 120 m/s betragen.
Brennerkopf nach den Patentansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mittendüse (12) für Vergasungsmittel (6) und die zweite Mittendüse (13) für Vergasungsstoff (8) so angeordnet sind, dass die sich ausbildenden Freistrahlen von Vergasungsstoff (8) in ihrer Ausrichtung den Freistrahlen von Vergasungsmittel (6) teilweise, überwiegend oder vollständig folgen, und dass die zweite Mittendüse (13) für Vergasungsstoff (8) so ausgebildet ist, dass die Austrittsgeschwindigkeit des Vergasungsstoffs (8) jeweils einschließlich 10 m/s bis 80 m/s beträgt.
Brennerkopf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerkopf (1) wenigstens einen Kühlmittel führenden Kühlkanal (14) aufweist.
Brennerkopf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerkopf (1) zwischen dem mittleren Hohlraum (5) als Sackloch zur Zuführung von Vergasungsmittel (6) und dem ringförmigen Hohlraum (7) als Nut zur Zuführung von Vergasungsstoff (8) einen weiteren ringförmigen Hohlraum (29) als Nut zur Zuführung von Wasserdampf aufweist und dass der Brennerkopf (1) an der Mantelfläche (9) des Kegelstumpfes endende und jeweils mit dem mittleren Hohlraum (5), dem ringförmigen Hohlraum (7) und dem weiteren ringförmigen Hohlraum (29) verbundene und düsenausbildende Querkanäle (30) besitzt.
Brennerkopf nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkanal (30) in seiner Längsrichtung drei Bereiche (31, 32, 33) besitzt, dass der Querschnitt des ersten Bereichs (31) kleiner als der Querschnitt des zweiten Bereichs (32) und der Querschnitt des zweiten Bereichs (32) kleiner als der Querschnitt des dritten Bereichs (33) sind, das der erste Bereich (31) im mittigen Hohlraum (5) für Vergasungsmittel (6) endet, dass im Übergang des ersten Bereichs (31) zum zweiten Bereich (32) ein den Querkanal (30) mit dem weiteren ringförmigen Hohlraum (29) für Wasserdarrpf verbindender Kanal endet und dass im Übergang des zweiten Bereichs (32) zum dritten Bereich (33) ein den Querkanal (30) mit dem ringförmigen Hohlraum (7) für Vergasungsstoff (8) verbindender Kanal endet, so dass der aus dem Querkanal (30) austretende Strahl aus Vergasungsmittel (6) und Vergasungsstoff (8) durch den sich dazwischen befindenden Wasserdampf gekühlt wird.