DE102020119619A1

DE102020119619A1 - jet cluster

Info

Publication number: DE102020119619A1
Application number: DE102020119619.9A
Authority: DE
Inventors: Fernando Rafael Reichert; Vojislav Jovicic; Ana Zbogar-Rasic
Original assignee: Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU
Current assignee: Georg Simon Ohm Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nurnberg
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-27
Also published as: WO2022018119A1; EP4185809A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Düsencluster umfassend eine Vielzahl von Paaren aus jeweils einer ersten (1) und einer zweiten Gasauslassöffnung (3). Bei jedem Paar ist die zweite Gasauslassöffnung (3) um die erste Gasauslassöffnung (1) zumindest teilweise umlaufend angeordnet. Die Erfindung betrifft weiterhin einen mindestens einen erfindungsgemäßen Düsencluster umfassenden Brenner, eine einen oder mehrere erfindungsgemäße Brenner umfassende Gasturbine, einen mindestens einen erfindungsgemäßen Düsencluster umfassenden Mischer sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Düsenclusters durch additive Fertigung mittels 3D Druck.The invention relates to a nozzle cluster comprising a large number of pairs each consisting of a first (1) and a second gas outlet opening (3). In each pair, the second gas outlet opening (3) is arranged at least partially around the first gas outlet opening (1). The invention further relates to a burner comprising at least one nozzle cluster according to the invention, a gas turbine comprising one or more burners according to the invention, a mixer comprising at least one nozzle cluster according to the invention, and a method for producing a nozzle cluster according to the invention by additive manufacturing using 3D printing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Düsencluster. Ein erfindungsgemäßer Düsencluster kann vorzugsweise als Brenner oder Mischer verwendet werden, insbesondere als Brenner zum Verbrennen von Wasserstoff oder von wasserstoffreichen Gasmischungen (z.B. von Synthesegas bzw. kurz Syngas).The invention relates to a nozzle cluster. A nozzle cluster according to the invention can preferably be used as a burner or mixer, in particular as a burner for burning hydrogen or hydrogen-rich gas mixtures (e.g. of synthesis gas or syngas for short).

Nach dem Stand der Technik sind zum Verbrennen von Wasserstoff oder von Synthesegas vorgemischte Brenner und nicht-vorgemischte Brenner bekannt. Bei vorgemischten Brennern wird Wasserstoff mit Luft bereits vor der Verbrennungszone gemischt. Dadurch kann eine magere Verbrennung erreicht werden und hohe Temperaturen können vermieden werden. Jedoch besteht bei vorgemischten Brennern die Gefahr eines Flammenrückschlags. Diese Gefahr wird bei nicht-vorgemischte Brennern vermieden, bei denen Wasserstoff erst nach dem Austritt aus dem Brenner kurz vor der Flammenfront mit Luft vermischt wird. Jedoch können bei nicht-vorgemischten Brennern lokal sehr hohe Temperaturen entstehen. Diese können zu einer Beschädigung insbesondere der Düsen führen. Außerdem führen die hohen Temperaturen zu großen Mengen von Stickoxiden.According to the state of the art, premixed burners and non-premixed burners are known for burning hydrogen or synthesis gas. In pre-mixed burners, hydrogen is mixed with air prior to the combustion zone. As a result, lean combustion can be achieved and high temperatures can be avoided. However, with pre-mixed burners there is a risk of flashback. This danger is avoided with non-premixed burners, in which hydrogen is only mixed with air after exiting the burner just before the flame front. However, in the case of non-premixed burners, very high temperatures can develop locally. These can damage the nozzles in particular. In addition, the high temperatures lead to large amounts of nitrogen oxides.

Nach dem Stand der Technik sind weiterhin mit Brennern zum Verbrennen von Wasserstoff oder von Synthesegas ausgestattete Gasturbinen bekannt, wie beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 982 907 A1 . Die Brenner der daraus bekannten Gasturbine haben eine komplizierte Geometrie. Dadurch sind Änderungen an den Brennern, insbesondere Anpassungen der Brennergeometrie und Skalierungen, das heißt Verkleinerungen oder Vergrößerungen, aufwändig und kostspielig. Weiterhin bilden bei den bekannten Brennern alle verfügbaren Luftdüsen und Brennstoffdüsen gemeinsam eine Flammenfront. Die einzelnen Düsen können also nur zusammen mit allen anderen Düsen unter Ausbildung einer gemeinsamen Flammenfront betrieben werden.Gas turbines equipped with burners for burning hydrogen or synthesis gas are also known in the state of the art, for example from the European patent application EP 2 982 907 A1 . The burners of the gas turbine known from this have a complicated geometry. As a result, changes to the burners, in particular adjustments to the burner geometry and scaling, ie reductions or enlargements, are complex and expensive. Furthermore, in the known burners, all available air nozzles and fuel nozzles together form a flame front. The individual nozzles can therefore only be operated together with all other nozzles, forming a common flame front.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll ein Düsencluster bzw. ein Brenner bereitgestellt werden, bei dem die Gefahr eines Flammenrückschlags und hohe Temperaturen vermieden sind. Weiterhin soll der Düsencluster bzw. Brenner besonders flexibel betrieben werden können. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein solcher Düsencluster bzw. Brenner besonders kostengünstig hergestellt werden kann.The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, a nozzle cluster or a burner is to be provided in which the risk of a flashback and high temperatures are avoided. Furthermore, the nozzle cluster or burner should be able to be operated particularly flexibly. Furthermore, a method is to be specified with which such a nozzle cluster or burner can be produced in a particularly cost-effective manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Düsencluster gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1, durch einen Brenner gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 19, durch eine Gasturbine gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 24, durch einen Mischer gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 25 und durch ein Verfahren gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 26 gelöst. According to the invention, this object is achieved by a nozzle cluster according to the subject matter of claim 1, by a burner according to the subject matter of claim 19, by a gas turbine according to the subject matter of claim 24, by a mixer according to the subject matter of claim 25 and by a method according to the subject matter of claim 26 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dazu jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous refinements of the invention are specified in each case in the dependent claims.

Nach Maßgabe der Erfindung umfasst der Düsencluster eine Vielzahl von Paaren aus jeweils einer ersten und einer zweiten Gasauslassöffnung. Vorzugsweise umfasst der Düsencluster eine Vielzahl von Paaren aus jeweils genau einer ersten und genau einer zweiten Gasauslassöffnung. Bei jedem Paar ist die zweite Gasauslassöffnung um die erste Gasauslassöffnung zumindest teilweise umlaufend angeordnet ist. Die zweite Gasauslassöffnung kann also insbesondere bei jedem Paar teilweise umlaufend oder bei jedem Paar vollständig umlaufend um die erste Gasauslassöffnung angeordnet sein. Alternativ dazu kann die zweite Gasauslassöffnung bei einem Teil der Paare teilweise umlaufend und bei den restlichen Paaren vollständig umlaufend um die erste Gasauslassöffnung angeordnet sein.According to the invention, the nozzle cluster comprises a multiplicity of pairs each consisting of a first and a second gas outlet opening. The nozzle cluster preferably comprises a multiplicity of pairs each consisting of precisely one first and precisely one second gas outlet opening. In each pair, the second gas outlet opening is arranged at least partially circumferentially around the first gas outlet opening. The second gas outlet opening can therefore in particular be arranged so as to partially encircle the first gas outlet opening in each pair or completely encircle the first gas outlet opening in each pair. As an alternative to this, the second gas outlet opening can be arranged so as to partially encircle the first gas outlet opening in some of the pairs and completely around the first gas outlet opening in the remaining pairs.

In der vorliegenden Anmeldung wird zwar konsequent von Gasen, Gasauslassöffnungen, Gasströmungsrichtung, etc. gesprochen. Trotzdem eignet sich die vorliegende Erfindung vorzugsweise ebenso für eine Verwendung mit Flüssigkeiten. Beispielsweise kann die erste Gasauslassöffnungen mit einer Flüssigkeit beaufschlagt werden und die zweite Gasauslassöffnung mit einem Gas. Daher kann im Sinne der vorliegenden Anmeldung bei auf Gase bezogenen Erläuterungen vorzugsweise auch ein möglicher Einsatz von Flüssigkeiten mitgelesen und berücksichtigt werden.Gases, gas outlet openings, gas flow direction, etc. are consistently spoken of in the present application. Nevertheless, the present invention is preferably also suitable for use with liquids. For example, a liquid can be applied to the first gas outlet opening and a gas can be applied to the second gas outlet opening. Therefore, within the meaning of the present application, a possible use of liquids can preferably also be read and taken into account in explanations relating to gases.

Der Düsencluster ist so ausgestaltet, dass Gas aus den Gasauslassöffnungen ausströmen kann. Vorzugsweise kann ein erstes Gas aus den ersten Gasauslassöffnungen und/oder ein zweites Gas aus den zweiten Gasauslassöffnungen strömen. Die Gasströmungsrichtung ist an den Gasauslassöffnungen vorzugsweise jeweils von einem Inneren des Düsenclusters zu einem Äußeren des Düsenclusters gerichtet.The nozzle cluster is designed in such a way that gas can flow out of the gas outlet openings. A first gas can preferably flow out of the first gas outlet openings and/or a second gas can flow out of the second gas outlet openings. The direction of gas flow at the gas outlet openings is preferably in each case directed from an interior of the nozzle cluster to an exterior of the nozzle cluster.

Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Gas und dem zweiten Gas um miteinander reaktionsfähige Gase, insbesondere stark exotherm reagierende Gase, beispielsweise Wasserstoff und Sauerstoff bzw. Wasserstoff und Luft. Ein weiteres Beispiel kann eine Mischung aus Wasserstoff und Erdgas als erstes Gas oder eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid (Synthesegas) als erstes Gas und Luft als zweites Gas sein. Durch die Zuführung des ersten Gases an die erste Gasauslassöffnung bzw. an die ersten Gasauslassöffnungen und die davon getrennte Zuführung des zweiten Gases an die zweite Gasauslassöffnung bzw. an die zweiten Gasauslassöffnungen kann vorteilhafterweise eine Vermischung des ersten Gas mit dem zweiten Gas vor den Ausströmen aus den Gasauslassöffnungen vermieden werden.In particular, the first gas and the second gas are gases that can react with one another, in particular gases that react strongly exothermally, for example hydrogen and oxygen or hydrogen and air. Another example may be a mixture of hydrogen and natural gas as the first gas, or a mixture of hydrogen and carbon monoxide (synthesis gas) as the first gas and air as the second gas. By supplying the first gas to the first gas outlet opening or to the first gas outlet openings and those thereof separate supply of the second gas to the second gas outlet opening or to the second gas outlet openings, mixing of the first gas with the second gas before it flows out of the gas outlet openings can advantageously be avoided.

Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist ein „Paar“ vorzugsweise gleichbedeutend mit einer einzelnen Düse. Unter einem „Paar“ ist vorzugsweise eine Düse mit einer ersten und einer zweiten Gasauslassöffnung, insbesondere mit genau einer ersten und genau einer zweiten Gasauslassöffnung zu verstehen. Weiterhin kann ein „Paar“ im Sinne der vorliegenden Anmeldung mehrere erste und/oder mehrere zweite Gasauslassöffnungen umfassen. Beispielsweise kann ein „Paar“ eine erste Gasauslassöffnung und mehrere zweite Gasauslassöffnungen, insbesondere zwei zweite Gasauslassöffnungen, umfassen. Als weiteres Beispiel kann ein „Paar“ mehrere erste Gasauslassöffnungen, insbesondere zwei erste Gasauslassöffnungen, und eine zweite Gasauslassöffnung umfassen. Mehrere erste Gasauslassöffnungen an einem „Paar“ können beispielsweise durch Unterteilen einer ersten Gasauslassöffnung in mehrere Teilbereiche gebildet werden. Mehrere zweite Gasauslassöffnungen an einem „Paar“ können entsprechend beispielsweise durch Unterteilen einer zweiten Gasauslassöffnung in mehrere Teilbereiche gebildet werden. Die einzelnen Paare aus der Vielzahl von Paaren können jeweils die gleiche Zusammenstellung aus einer oder mehreren ersten Gasauslassöffnungen und einer oder mehreren zweiten Gasauslassöffnungen. Alternativ einzelne Paare aus der Vielzahl von Paaren verschiedene Zusammenstellung aus einer oder mehreren ersten Gasauslassöffnungen und einer oder mehreren zweiten Gasauslassöffnungen. Die Formulierung „Vielzahl von Paaren“ bzw. „Vielzahl von Paaren aus erster und zweiter Gasauslassöffnung“ deckt vorzugsweise die soeben genannten Möglichkeiten ab.As used herein, a "pair" preferably means a single nozzle. A “pair” is preferably understood to mean a nozzle with a first and a second gas outlet opening, in particular with exactly one first and exactly one second gas outlet opening. Furthermore, a “pair” within the meaning of the present application can include a plurality of first and/or a plurality of second gas outlet openings. For example, a “pair” can include a first gas outlet opening and a plurality of second gas outlet openings, in particular two second gas outlet openings. As a further example, a “pair” can comprise a plurality of first gas outlet openings, in particular two first gas outlet openings, and a second gas outlet opening. Several first gas outlet openings in a “pair” can be formed, for example, by dividing a first gas outlet opening into several partial areas. A number of second gas outlet openings in a “pair” can be formed accordingly, for example by dividing a second gas outlet opening into a number of partial areas. The individual pairs from the plurality of pairs can each have the same combination of one or more first gas outlet openings and one or more second gas outlet openings. Alternatively, individual pairs from the multiplicity of pairs have different combinations of one or more first gas outlet openings and one or more second gas outlet openings. The wording “multiple pairs” or “multiple pairs from the first and second gas outlet opening” preferably covers the possibilities just mentioned.

Weiterhin ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung der Begriff „Paar“ nicht notwendigerweise einschränkend auf eine Anzahl von genau zwei Gasauslassöffnungen zu verstehen. In besonderen Ausgestaltungen kann jedes Paar zusätzlich dritte und/oder vierte Gasauslassöffnungen umfassen. Alternativ kann lediglich ein Anteil der Paare dritte und/oder vierte Gasauslassöffnungen umfassen. Die dritte Gasauslassöffnung kann zumindest teilweise um die erste und/oder zweite Gasauslassöffnung umlaufend angeordnet ist. Die vierte Gasauslassöffnung kann zumindest teilweise um die erste, zweite und/oder dritte Gasauslassöffnung umlaufend angeordnet ist. Die zur Anordnung zweiten Gasauslassöffnungen bezüglich der ersten Gasauslassöffnungen in dieser Anmeldung beschriebenen weiteren Merkmale lassen sich auf die Anordnung der dritten Gasauslassöffnungen bezüglich der zweiten und/oder ersten Gasauslassöffnungen und ggf. auf die Anordnung der vierten Gasauslassöffnungen bezüglich der dritten, zweiten und/oder ersten Gasauslassöffnungen übertragen.Furthermore, within the meaning of the present application, the term “pair” is not necessarily to be understood as being limited to a number of exactly two gas outlet openings. In particular configurations, each pair can additionally comprise third and/or fourth gas outlet openings. Alternatively, only a portion of the pairs may include third and/or fourth gas outlet ports. The third gas outlet opening can be arranged at least partially around the first and/or second gas outlet opening. The fourth gas outlet opening can be arranged at least partially around the first, second and/or third gas outlet opening. The further features described in this application for the arrangement of the second gas outlet openings in relation to the first gas outlet openings can be applied to the arrangement of the third gas outlet openings in relation to the second and/or first gas outlet openings and, if applicable, to the arrangement of the fourth gas outlet openings in relation to the third, second and/or first gas outlet openings transfer.

Die dritte Gasauslassöffnung könnte im Beispiel einer Gasturbine mit aus dem Düsencluster gebildeten Brennern bei jedem Paar zusätzlich Sekundärluft bereitstellen. Bei der Sekundärluft kann es sich um Abgas handeln. In diesem Beispiel könnte das erste Gas Wasserstoff und das zweite Gas Primärluft sein. Die durch die dritte Gasauslassöffnung bereitgestellte Sekundärluft nimmt vorzugsweise nicht an der Verbrennung teil. Stattdessen umströmt die Sekundärluft vorzugsweise jeweils die durch die Reaktion des ersten Gases mit dem zweiten Gas hervorgerufene Flamme. Dabei mischt sich die Sekundärluft vorzugsweise mit dem Abgas der Verbrennung. Dies führt vorteilhafterweise zu einer Reduzierung der Endtemperatur und damit zu einer Begrenzung der Temperatur des Abgases vor den Turbinenschaufeln.In the example of a gas turbine with burners formed from the nozzle cluster, the third gas outlet opening could additionally provide secondary air for each pair. The secondary air can be exhaust gas. In this example, the first gas could be hydrogen and the second gas could be primary air. The secondary air provided through the third gas outlet opening preferably does not take part in the combustion. Instead, the secondary air preferably flows around the flame caused by the reaction of the first gas with the second gas. The secondary air preferably mixes with the exhaust gas from the combustion. This advantageously leads to a reduction in the end temperature and thus to a limitation of the temperature of the exhaust gas in front of the turbine blades.

An Stelle der Formulierung „vollständig umlaufend“ kann im Sinne dieser Anmeldung auch die Formulierung „umschließend“ verwendet werden.Instead of the wording “completely surrounding” the wording “enclosing” can also be used for the purposes of this application.

Alternativ könnte der Düsencluster auch mit dem Begriff „Porencluster“ bezeichnet werden. Durch diesen Begriff kommt die geringe Öffnungsgröße der daher Poren ähnelnden Gasauslassöffnungen sowie die große Anzahl der Gasauslassöffnungen zum Ausdruck.Alternatively, the nozzle cluster could also be referred to by the term "pore cluster". This term expresses the small opening size of the gas outlet openings, which therefore resemble pores, and the large number of gas outlet openings.

Vorzugsweise sind die Gasauslassöffnungen eines Paares derart zueinander benachbart angeordnet, bzw. in einem solch geringen Abstand zueinander angeordnet, dass sich die aus den Gasauslassöffnungen ausströmenden Gase unmittelbar nach dem Austritt miteinander vermischen. Eine Reduzierung der Mischlänge ermöglicht dabei eine besonders kompakte Bauweise.The gas outlet openings of a pair are preferably arranged adjacent to one another or arranged at such a small distance from one another that the gases flowing out of the gas outlet openings mix with one another immediately after exiting. A reduction in the mixing length enables a particularly compact design.

Insbesondere ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Paaren vorzugsweise größer als der Abstand zwischen den Gasauslassöffnungen eines Paares. Besonders bevorzugt ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Paaren wesentlich größer als der Abstand zwischen den Gasauslassöffnungen eines Paares. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Paaren kann beispielsweise um einen Faktor 3 bis 20, insbesondere um einen Faktor 5 bis 10, größer sein als der Abstand zwischen den Gasauslassöffnungen eines Paares. Dadurch bleibt die Mischung der aus den Gasauslassöffnungen eines Paares ausströmenden Gase unabhängig von den aus den Gasauslassöffnungen der benachbarten Paare ausströmenden Gasen. Entsprechend bleibt auch eine Reaktion zwischen der aus den Gasauslassöffnungen eines Paares ausströmenden Gasen unabhängig von den aus den Gasauslassöffnungen der benachbarten Paare ausströmenden Gasen. Bei einem aus dem Düsencluster gebildeten Brenner verläuft die Verbrennung also für jedes Paar unabhängig von den benachbarten Paaren. Anstatt einer gemeinsamen Flammenfront wird vorteilhafterweise also eine Vielzahl von einzelnen Flammen erzeugt.In particular, the distance between two adjacent pairs is preferably greater than the distance between the gas outlet openings of a pair. The distance between two adjacent pairs is particularly preferably significantly greater than the distance between the gas outlet openings of a pair. The distance between two adjacent pairs can, for example, be greater by a factor of 3 to 20, in particular by a factor of 5 to 10, than the distance between the gas outlet openings of a pair. As a result, the mixture of the gases flowing out of the gas outlet openings of one pair remains independent of the gases flowing out of the gas outlet openings of the adjacent pairs. Accordingly, there is also a reaction between the out of gas outlet openings of one pair independently of the gases flowing out of the gas outlet openings of the adjacent pairs. In the case of a burner formed from the nozzle cluster, the combustion for each pair therefore proceeds independently of the neighboring pairs. Instead of a common flame front, a large number of individual flames are thus advantageously generated.

Bei einem aus dem Düsencluster gebildeten Brenner besteht vorteilhafterweise keine Gefahr eines Flammenrückschlags.In the case of a burner formed from the nozzle cluster, there is advantageously no risk of a flashback.

Außerdem kann der Düsencluster für den Fall des Zuführens einer zündbaren Mischung (z.B. Mischung aus Erdgas und Luft) beispielsweise als erstem Gas durch Vorsehen eines hinreichend geringen hydraulischen Durchmessers der ersten Verbindungsleitungen vorteilhafterweise als Flammensperre funktionieren.In addition, in the event that an ignitable mixture (e.g. mixture of natural gas and air) is supplied as the first gas, the nozzle cluster can advantageously function as a flame arrester by providing a sufficiently small hydraulic diameter of the first connecting lines.

Aufgrund der Unabhängigkeit der einzelnen Paare besteht bei einem aus dem Düsencluster gebildeten Brenner vorteilhafterweise die Möglichkeit, die Brennerleistung durch Ausschalten von einzelnen Paaren zu reduzieren. Ein Ausschalten erfolgt dabei insbesondere durch ein Absperren der Zufuhr des ersten und/oder zweiten Gases zu den entsprechenden Gasauslassöffnungen der betreffenden Paare durch ein Absperrmittel. Dabei ist es beispielsweise möglich, die Düsen in einem bestimmten Bereich oder in bestimmten Bereichen des Düsenclusters auszuschalten. In einem weiteren Beispiel ist es möglich, jedes zweites auszuschalten und dadurch die Brennerleistung zu halbieren.Due to the independence of the individual pairs, there is advantageously the possibility in a burner formed from the nozzle cluster to reduce the burner output by switching off individual pairs. Switching off takes place in particular by shutting off the supply of the first and/or second gas to the corresponding gas outlet openings of the relevant pairs using a shut-off means. It is possible, for example, to switch off the nozzles in a specific area or in specific areas of the nozzle cluster. In another example, it is possible to switch off every second one and thereby halve the burner output.

Vorteilhafterweise ist eine Vergrößerung eines bestehenden Düsenclusters um weitere Paare bzw. um weitere Düsen, ein sogenanntes Upscaling, unproblematisch. Weiterhin können zusätzliche Paare bzw. zusätzliche Düsen auf beliebigen Geometrien entlang einer Oberfläche vorgesehen werden.Advantageously, an enlargement of an existing nozzle cluster by additional pairs or additional nozzles, a so-called upscaling, is unproblematic. Furthermore, additional pairs or additional nozzles can be provided on any geometries along a surface.

Weiterhin erlaubt der erfindungsgemäße Düsencluster vorteilhafterweise ein Mischen kleinster Mengen an Gas, das heißt ein sogenanntes Micromixing.Furthermore, the nozzle cluster according to the invention advantageously allows very small amounts of gas to be mixed, ie so-called micromixing.

Darüber hinaus homogenisiert der erfindungsgemäße Düsencluster vorteilhafterweise das Geschwindigkeitsfeld, insbesondere bei großen Querschnitten.In addition, the nozzle cluster according to the invention advantageously homogenizes the velocity field, particularly in the case of large cross sections.

Der erfindungsgemäße Düsencluster eignet sich besonders für eine additive Fertigung mittels 3D-Druck. Dabei fallen vorteilhafterweise besonders geringe Herstellungskosten an.The nozzle cluster according to the invention is particularly suitable for additive manufacturing using 3D printing. This advantageously results in particularly low production costs.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei jedem Paar die zweite Gasauslassöffnung konzentrisch und/oder symmetrisch um die erste Gasauslassöffnung herum angeordnet. Insbesondere ist die zweite Gasauslassöffnung bei jedem Paar achsen-, punkt- und/oder spiegelsymmetrisch, um die erste Gasauslassöffnung herum angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist die zweite Gasauslassöffnung im Wesentlichen konzentrisch und/oder im Wesentlichen symmetrisch um die erste Gasauslassöffnung herum angeordnet.According to an advantageous embodiment of the invention, the second gas outlet opening is arranged concentrically and/or symmetrically around the first gas outlet opening in each pair. In particular, the second gas outlet opening in each pair is arranged with axial, point and/or mirror symmetry around the first gas outlet opening. In some embodiments, the second gas outlet opening is arranged essentially concentrically and/or essentially symmetrically around the first gas outlet opening.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Düsencluster 10 bis 10.000 Paare aus jeweils einer ersten und einer zweiten Gasauslassöffnung, vorzugsweise 50 bis 2.000 Paare aus jeweils einer ersten und einer zweiten Gasauslassöffnung, besonders bevorzugt 100 bis 1.000 Paare aus jeweils einer ersten und einer zweiten Gasauslassöffnung. Insbesondere umfasst der Düsencluster 10 bis 10.000 Paare aus jeweils genau einer ersten und genau einer zweiten Gasauslassöffnung, vorzugsweise 50 bis 2.000 Paare aus jeweils genau einer ersten und genau einer zweiten Gasauslassöffnung, besonders bevorzugt 100 bis 1.000 Paare aus jeweils genau einer ersten und genau einer zweiten Gasauslassöffnung.According to a further advantageous embodiment of the invention, the nozzle cluster comprises 10 to 10,000 pairs each consisting of a first and a second gas outlet opening, preferably 50 to 2,000 pairs each consisting of a first and a second gas outlet opening, particularly preferably 100 to 1,000 pairs each consisting of a first and a second gas outlet opening gas outlet port. In particular, the nozzle cluster comprises 10 to 10,000 pairs of exactly one first and exactly one second gas outlet opening, preferably 50 to 2,000 pairs of exactly one first and exactly one second gas outlet opening, particularly preferably 100 to 1,000 pairs of exactly one first and exactly one second gas outlet port.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die ersten Gasauslassöffnungen einen hydraulischen Durchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,3 mm bis 3 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 1,0 mm auf.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first gas outlet openings have a hydraulic diameter in the range from 0.1 mm to 5 mm, preferably in the range from 0.3 mm to 3 mm, particularly preferably in the range from 0.5 mm to 1.0 mm up.

Die der Vielzahl von Paaren zugehörigen ersten Gasauslassöffnungen weisen vorzugsweise jeweils den gleichen oder im Wesentlichen den gleichen hydraulischen Durchmesser auf. Alternativ dazu kann der hydraulischen Durchmesser der ersten Gasauslassöffnungen für verschiedene Paare variieren. Die Variation kann dabei positionsabhängig sein. Beispielsweise kann der hydraulische Durchmesser der ersten Gasauslassöffnungen von zentral im Düsencluster gelegenen Paaren kleiner sein als der hydraulische Durchmesser der ersten Gasauslassöffnungen von peripher im Düsencluster gelegenen Paaren. Alternativ kann der hydraulische Durchmesser der ersten Gasauslassöffnungen von zentral im Düsencluster gelegenen Paaren größer sein als der hydraulische Durchmesser der ersten Gasauslassöffnungen von peripher im Düsencluster gelegenen Paaren.The first gas outlet openings associated with the plurality of pairs preferably each have the same or essentially the same hydraulic diameter. Alternatively, the hydraulic diameter of the first gas outlet openings can vary for different pairs. The variation can be position-dependent. For example, the hydraulic diameter of the first gas outlet openings of pairs located centrally in the nozzle cluster can be smaller than the hydraulic diameter of the first gas outlet openings of pairs located peripherally in the nozzle cluster. Alternatively, the hydraulic diameter of the first gas outlet openings of pairs located centrally in the nozzle cluster can be larger than the hydraulic diameter of the first gas outlet openings of pairs located peripherally in the nozzle cluster.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Gasauslassöffnungen jeweils durch eine ringförmige Zwischenwand von den paarweise korrespondierenden zweiten Gasauslassöffnungen beabstandet. Die ringförmige Zwischenwand weist vorzugsweise eine Ringbreite von 0,2 mm bis 1 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,4 mm bis 0,7 mm, insbesondere im Bereich von 0,5 mm bis 0,6 mm auf. Unter der Ringbreite ist hier also die Wandstärke der ringförmigen Zwischenwand zu verstehen. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter einer ringförmigen Geometrie eine in sich geschlossene Geometrie verstanden. Eine genauere Querschnittsform ist dabei nicht festgelegt. Eine ringförmige Zwischenwand ist also eine in sich geschlossene Zwischenwand, ohne dass aus dem Begriff „ringförmig“ eine bestimmte Querschnittsform der ringförmigen Zwischenwand abzuleiten wäre. Die Zwischenwand ist vorzugsweise kreisringförmig. Alternativ kann die ringförmige Zwischenwand einen elliptischen, ovalen, dreieckigen, viereckigen, insbesondere rechteckigen oder quadratischen, oder hexagonalen Querschnitt haben. Vorteilhafterweise sind viereckige Querschnitte besonders einfach druckbar.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first gas outlet openings are each spaced apart from the second gas outlet openings, which correspond in pairs, by an annular intermediate wall. The annular partition preferably comprises a ring width from 0.2 mm to 1 mm, particularly preferably in the range from 0.4 mm to 0.7 mm, in particular in the range from 0.5 mm to 0.6 mm. The ring width is to be understood here as meaning the wall thickness of the ring-shaped intermediate wall. In the context of the present application, an annular geometry is understood to mean a closed geometry. A more precise cross-sectional shape is not specified. An annular partition is therefore a self-contained partition, without a specific cross-sectional shape of the annular partition being derivable from the term “annular”. The intermediate wall is preferably in the form of a circular ring. Alternatively, the annular intermediate wall can have an elliptical, oval, triangular, quadrangular, in particular rectangular or square, or hexagonal cross-section. Advantageously, quadrangular cross sections are particularly easy to print.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden die zweiten Gasauslassöffnungen jeweils einen Spalt, vorzugsweise einen Ringspalt. Die zweiten Gasauslassöffnungen weisen vorzugsweise eine Spaltbreite im Bereich von 0,3 mm bis 3 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,4 mm bis 2 mm, insbesondere im Bereich von 0,5 mm bis 1 mm auf.According to a further advantageous embodiment of the invention, the second gas outlet openings each form a gap, preferably an annular gap. The second gas outlet openings preferably have a gap width in the range from 0.3 mm to 3 mm, particularly preferably in the range from 0.4 mm to 2 mm, in particular in the range from 0.5 mm to 1 mm.

Die der Vielzahl von Paaren zugehörigen zweiten Gasauslassöffnungen weisen vorzugsweise jeweils die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Spaltbreite auf. Alternativ dazu kann die Spaltbreite der zweiten Gasauslassöffnungen für verschiedene Paare variieren. Die Variation kann dabei positionsabhängig sein. Beispielsweise kann die Spaltbreite der zweiten Gasauslassöffnungen von zentral im Düsencluster gelegenen Paaren kleiner sein als die Spaltbreite der zweiten Gasauslassöffnungen von peripher im Düsencluster gelegenen Paaren. Alternativ kann die Spaltbreite der zweiten Gasauslassöffnungen von zentral im Düsencluster gelegenen Paaren größer sein als die Spaltbreite der zweiten Gasauslassöffnungen von peripher im Düsencluster gelegenen Paaren.The second gas outlet openings associated with the plurality of pairs preferably each have the same or essentially the same gap width. Alternatively, the gap width of the second gas outlet openings can vary for different pairs. The variation can be position-dependent. For example, the gap width of the second gas outlet openings of pairs located centrally in the nozzle cluster can be smaller than the gap width of the second gas outlet openings of pairs located peripherally in the nozzle cluster. Alternatively, the gap width of the second gas outlet openings of pairs located centrally in the nozzle cluster can be larger than the gap width of the second gas outlet openings of pairs located peripherally in the nozzle cluster.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter einem Ringspalt ein in sich geschlossener Spalt verstanden. Eine genauere Querschnittsform ist dabei nicht festgelegt. Der Ringspalt hat vorzugsweise einen kreisringförmigen Querschnitt. Alternativ kann der Ringspalt einen elliptischen, ovalen, dreieckigen, viereckigen, insbesondere rechteckigen oder quadratischen, oder hexagonalen Querschnitt haben.In the context of the present application, an annular gap is understood to mean a gap that is closed in itself. A more precise cross-sectional shape is not specified. The annular gap preferably has a circular cross-section. Alternatively, the annular gap can have an elliptical, oval, triangular, quadrangular, in particular rectangular or square, or hexagonal cross section.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Gasauslassöffnungen durch eine erste Verteilkammer gespeist angeordnet, und/oder die zweiten Gasauslassöffnungen durch eine zweite Verteilkammer gespeist angeordnet. Die erste und die zweite Verteilkammer sind dabei voneinander getrennt und vorzugsweise in Gasströmungsrichtung voneinander beabstandet.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first gas outlet openings are arranged to be fed through a first distribution chamber and/or the second gas outlet openings are arranged to be fed through a second distribution chamber. The first and second distribution chambers are separate from one another and are preferably spaced apart from one another in the gas flow direction.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Verteilkammer in Gasströmungsrichtung zwischen der ersten Verteilkammer und den ersten und/oder zweiten Gasauslassöffnungen angeordnet.According to a further advantageous embodiment of the invention, the second distribution chamber is arranged in the gas flow direction between the first distribution chamber and the first and/or second gas outlet openings.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist für jedes Paar eine erste Verbindungsleitung der ersten Gasauslassöffnung zugeordnet, so dass die erste Gasauslassöffnung durch die erste Verbindungsleitung mit der ersten Verteilkammer verbunden ist. Die ringförmige Zwischenwand gehört vorzugsweise der ersten Verbindungsleitung an. Die ringförmige Zwischenwand kann vollständig oder teilweise die erste Verbindungsleitung bilden.According to a further advantageous embodiment of the invention, a first connecting line is assigned to the first gas outlet opening for each pair, so that the first gas outlet opening is connected to the first distribution chamber by the first connecting line. The annular partition preferably belongs to the first connecting line. The annular intermediate wall can form the first connection line entirely or partially.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Verbindungsleitung derart angeordnet, dass sie die zweite Verteilkammer durchgreift. Vorzugsweise ist die erste Verbindungsleitung für jedes Paar derart angeordnet, dass sie die zweite Verteilkammer durchgreift.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first connecting line is arranged in such a way that it passes through the second distribution chamber. The first connecting line for each pair is preferably arranged in such a way that it passes through the second distribution chamber.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist für jedes Paar eine zweite Verbindungsleitung der zweiten Gasauslassöffnung zugeordnet, so dass die zweite Gasauslassöffnung durch die zweite Verbindungsleitung mit der zweiten Verteilkammer verbunden ist. Vorzugsweise sind die erste und zweite Verbindungsleitung paarweise angeordnet. Die erste und zweite Verbindungsleitung können vorzugsweise einen zueinander koaxialen Verlauf aufweisen.According to a further advantageous embodiment of the invention, a second connecting line is assigned to the second gas outlet opening for each pair, so that the second gas outlet opening is connected to the second distribution chamber by the second connecting line. The first and second connecting lines are preferably arranged in pairs. The first and second connecting lines can preferably have a mutually coaxial course.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung durchgreift für jedes Paar die erste Verbindungsleitung die korrespondierende zweite Verbindungsleitung. Vorzugsweise durchgreift für jedes Paar die erste Verbindungsleitung die zweite Verteilkammer und die korrespondierende zweite Verbindungsleitung.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first connecting line passes through the corresponding second connecting line for each pair. For each pair, the first connecting line preferably extends through the second distribution chamber and the corresponding second connecting line.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die erste und die zweite Gasauslassöffnung eines Paars in der gleichen Ebene angeordnet. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Gasauslassöffnung eines jeden Paars in der gleichen Ebene angeordnet.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first and the second gas outlet opening of a pair are arranged in the same plane. Preferably, the first and second gas outlet openings of each pair are arranged in the same plane.

Alternativ dazu können die ersten Gasauslassöffnungen in einer ersten Ebene und die zweiten Gasauslassöffnungen in einer von der ersten Ebene verschiedenen zweiten Ebene angeordnet sein. Insbesondere kann die erste Gasauslassöffnung jeweils bezüglich der paarweise korrespondierenden zweiten Gasauslassöffnung hervorstehen, vorzugsweise um bis zu 20 mm, besonders bevorzugt um bis zu 10 mm. In diesem Fall ragt die erste Verbindungsleitung vorzugsweise jeweils aus der zweiten Verbindungsleitung heraus.As an alternative to this, the first gas outlet openings can be arranged in a first plane and the second gas outlet openings can be arranged in a second plane that is different from the first plane. In particular, the first gas outlet opening in each case protrude with respect to the pairwise corresponding second gas outlet opening, preferably by up to 20 mm, particularly preferably by up to 10 mm. In this case, the first connecting line preferably protrudes from the second connecting line in each case.

Die Ebene (bzw. erste Ebene und/oder die zweite Ebene) verläuft dabei vorzugsweise horizontal oder im Wesentlichen horizontal. Alternativ kann die Ebene (bzw. erste Ebene und/oder die zweite Ebene) in einer Schräge oder vertikal verlaufen. Weiterhin kann die Ebene (bzw. erste Ebene und/oder die zweite Ebene) eine Biegung und/oder Wölbung ausweisen.The plane (or first plane and/or the second plane) preferably runs horizontally or essentially horizontally. Alternatively, the plane (or first plane and/or the second plane) can run at an incline or vertically. Furthermore, the plane (or first plane and/or the second plane) can have a bend and/or curvature.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Düsencluster einen ersten Gaseinlass und/oder einen zweiten Gaseinlass. Der erste Gaseinlass ist über eine erste Verteilleitung mittelbar oder unmittelbar mit den ersten Gasauslassöffnungen verbunden. Zusätzlich oder alternativ ist der zweite Gaseinlass über eine zweite Verteilleitung mittelbar oder unmittelbar mit den zweiten Gasauslassöffnungen verbunden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the nozzle cluster comprises a first gas inlet and/or a second gas inlet. The first gas inlet is connected directly or indirectly to the first gas outlet openings via a first distribution line. Additionally or alternatively, the second gas inlet is connected directly or indirectly to the second gas outlet openings via a second distribution line.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Verteilleitung über die erste Verteilkammer mit den ersten Gasauslassöffnungen verbunden. Vorzugsweise ist die erste Verteilleitung über die erste Verteilkammer und über die ersten Verbindungsleitungen mit den ersten Gasauslassöffnungen verbunden. Zusätzlich oder alternativ ist die zweite Verteilleitung über die zweite Verteilkammer mit den zweiten Gasauslassöffnungen verbunden. Vorzugsweise ist dabei die zweite Verteilleitung über die zweite Verteilkammer und über die zweiten Verbindungsleitungen mit den zweiten Gasauslassöffnungen verbunden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first distribution line is connected to the first gas outlet openings via the first distribution chamber. The first distribution line is preferably connected to the first gas outlet openings via the first distribution chamber and via the first connecting lines. Additionally or alternatively, the second distribution line is connected to the second gas outlet openings via the second distribution chamber. The second distribution line is preferably connected to the second gas outlet openings via the second distribution chamber and via the second connecting lines.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Verteilleitung derart mit Verästelungen, insbesondere mit vielfachen Verästelungen, ausgestaltet, dass die erste Verteilleitung mit der ersten Gasauslassöffnung eines jeden Paares unmittelbar verbunden ist. Die erste Verteilleitung weist dabei vorzugsweise mehrere erste Gabelungsebenen auf. Besonders bevorzugt sind 2 bis 8 erste Gabelungsebenen. In jeder ersten Gabelungsebene vervielfacht sich dabei die Anzahl der Äste der ersten Verteilleitung. Vorzugsweise verdoppelt, verdreifacht oder vervierfacht sich dabei die Anzahl der Äste der ersten Verteilleitung. In Gasströmungsrichtung stromabwärts der letzten ersten Gabelungsebene kann die erste Verteilleitung vorzugsweise in die ersten Verbindungsleitungen übergehen. In dieser Ausführungsform gehören die ersten Verbindungsleitungen der ersten Verteilleitung 7a an. Die erste Verteilleitung kann vorzugsweise 16 bis 1024 erste Verbindungsleitungen umfassen. Zusätzlich oder alternativ ist die zweite Verteilleitung derart mit Verästelungen, insbesondere mit vielfachen Verästelungen, ausgestaltet, dass die zweite Verteilleitung mit der zweiten Gasauslassöffnung eines jeden Paares unmittelbar verbunden ist. Die zweite Verteilleitung weist dabei vorzugsweise mehrere zweite Gabelungsebenen auf. According to a further advantageous embodiment of the invention, the first distribution line is designed with branches, in particular with multiple branches, in such a way that the first distribution line is directly connected to the first gas outlet opening of each pair. In this case, the first distribution line preferably has a plurality of first bifurcation levels. 2 to 8 first bifurcation levels are particularly preferred. The number of branches of the first distribution line is multiplied in each first level of bifurcation. The number of branches of the first distribution line preferably doubles, triples or quadruples. In the gas flow direction downstream of the last first fork level, the first distribution line can preferably transition into the first connecting lines. In this embodiment, the first connecting lines belong to the first distribution line 7a. The first distribution line can preferably comprise 16 to 1024 first connection lines. Additionally or alternatively, the second distribution line is designed with branches, in particular with multiple branches, in such a way that the second distribution line is directly connected to the second gas outlet opening of each pair. In this case, the second distribution line preferably has a plurality of second forking levels.

Besonders bevorzugt sind 2 bis 8 zweite Gabelungsebenen. In jeder zweiten Gabelungsebene vervielfacht sich dabei die Anzahl der Äste der zweiten Verteilleitung. Vorzugsweise verdoppelt, verdreifacht oder vervierfacht sich dabei die Anzahl der Äste der zweiten Verteilleitung. In Gasströmungsrichtung stromabwärts der letzten zweiten Gabelungsebene kann die zweite Verteilleitung vorzugsweise in die zweiten Verbindungsleitungen übergehen. In dieser Ausführungsform gehören die zweiten Verbindungsleitungen also der zweiten Verteilleitung an. Die zweite Verteilleitung kann vorzugsweise 16 bis 1024 zweite Verbindungsleitungen umfassen.2 to 8 second bifurcation levels are particularly preferred. The number of branches of the second distribution line is multiplied in every second level of bifurcation. The number of branches of the second distribution line preferably doubles, triples or quadruples. In the direction of gas flow downstream of the last second fork plane, the second distribution line can preferably transition into the second connecting lines. In this embodiment, the second connecting lines therefore belong to the second distribution line. The second distribution line can preferably comprise 16 to 1024 second connection lines.

Für den Fall, dass sowohl eine erste Verteilleitung als auch eine zweite Verteilleitung vorgesehen ist, können die erste Verteilleitung und die zweite Verteilleitung derart angeordnet sein, dass die zweite Verteilleitung die erste Verteilleitung radial umgibt. Dabei weisen die erste Verteilleitung und die zweite Verteilleitung vorzugsweise die gleichen Gabelungsebenen auf. Vorzugsweise umgibt dabei bereits der zweite Gaseinlass radial den ersten Gaseinlass. Alternativ können die erste und die zweite Verteilleitung erst stromabwärts einer bestimmten ersten oder zweiten Gabelungsebene zusammengeführt werden, so dass die zweite Verteilleitung erst stromabwärts dieser bestimmten ersten oder zweiten Gabelungsebene die erste Verteilleitung radial umgibt.If both a first distribution line and a second distribution line are provided, the first distribution line and the second distribution line can be arranged in such a way that the second distribution line radially surrounds the first distribution line. In this case, the first distribution line and the second distribution line preferably have the same bifurcation planes. The second gas inlet preferably already radially surrounds the first gas inlet. Alternatively, the first and the second distribution line can only be brought together downstream of a certain first or second forking level, so that the second distribution line surrounds the first distribution line radially only downstream of this certain first or second forking level.

Für den Fall, dass eine erste Verteilleitung vorgesehen ist, aber keine zweite Verteilleitung vorgesehen ist, kann der zweite Gaseinlass wie oben erläutert über eine zweite Verteilkammer mit den zweiten Gasauslassöffnungen verbunden sein. Für den Fall, dass eine zweite Verteilleitung vorgesehen ist, aber keine erste Verteilleitung vorgesehen ist, kann der erste Gaseinlass wie oben erläutert über eine erste Verteilkammer mit den ersten Gasauslassöffnungen verbunden sein.In the event that a first distribution line is provided but no second distribution line is provided, the second gas inlet can be connected to the second gas outlet openings via a second distribution chamber, as explained above. In the event that a second distribution line is provided but no first distribution line is provided, the first gas inlet can be connected to the first gas outlet openings via a first distribution chamber, as explained above.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Düsencluster aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl, und/oder aus Keramik gebildet.According to a further advantageous embodiment of the invention, the nozzle cluster is made of metal, preferably steel, in particular stainless steel, and/or ceramic.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Düsencluster einstückig ausgebildet. Eine einstückige Ausbildung des Düsenclusters ist besonders einfach und günstig bei einer additiven Fertigung mittels 3D-Druck.According to a further advantageous embodiment of the invention, the nozzle cluster is designed in one piece. A one-piece design of the nozzle cluster is particularly simple and inexpensive in additive manufacturing using 3D printing.

Alternativ dazu kann der Düsencluster zweistückig oder mehrstückig ausgebildet sein.As an alternative to this, the nozzle cluster can be designed in two pieces or in several pieces.

Nach Maßgabe der Erfindung ist weiterhin ein Brenner umfassend mindestens einen erfindungsgemäßen Düsencluster beansprucht. Zur Realisierung einer möglichst einfachen Ausgestaltung umfasst der Brenner vorzugsweise genau einen erfindungsgemäßen Düsencluster. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Brenner zwei, drei oder vier Düsencluster. Beispielsweise kann der Brenner eine kubische oder quaderförmige Form aufweisen und vier Düsencluster umfassen. Die vier Düsencluster können dabei auf vier Seiten des kubischen oder quaderförmigen Brenners verteilt sein.According to the invention, a burner comprising at least one nozzle cluster according to the invention is also claimed. In order to realize the simplest possible configuration, the burner preferably includes exactly one nozzle cluster according to the invention. In further preferred embodiments, the burner comprises two, three or four nozzle clusters. For example, the burner can have a cubic or cuboid shape and comprise four nozzle clusters. The four nozzle clusters can be distributed on four sides of the cubic or cuboid burner.

Beim erfindungsgemäßen Brenner kommt die Mischung des ersten und zweiten Gases erst beim Austritt der Gase aus der ersten und zweiten Gasauslassöffnung zustande. Daher besteht vorteilhafterweise keine Gefahr eines Flammenrückschlags. Der erfindungsgemäße Brenner ist also besonders sicher. Weiterhin ist der Verbrennungsbereich jeder einzelnen Flamme durch die Strömung des zweiten Gases, insbesondere von Luft, aus den zweitenIn the burner according to the invention, the first and second gases are only mixed when the gases emerge from the first and second gas outlet openings. Therefore, advantageously, there is no risk of flashback. The burner according to the invention is therefore particularly safe. Furthermore, the combustion area of each individual flame is defined by the flow of the second gas, in particular air, from the second

Gasauslassöffnungen 3 ummantelt. Dies führt vorteilhafterweise zu einem Kühlungseffekt. Die Düsen aus erster und zweiter Gasauslassöffnung bleiben daher selbst bei Bedingungen nahe einer stöchiometrischen Verbrennung kühl. Daher kann vorteilhafterweise auf eine Kühlung bzw. auf teure Hochtemperaturmaterialien für die Düsen verzichtet werden. Weiterhin kann der Brenner wegen der geringen Temperaturen an den Düsen bei nahezu beliebigen Mischungsverhältnissen und Strömungsgeschwindigkeiten betrieben werden. Erfindungsgemäße Brenner bieten also einen großen Betriebsbereich, sind also besonders flexibel und variabel. Weiterhin werden die benötigte Mischlänge und das Flammvolumen, in dem eine stöchiometrische Verbrennung stattfinden kann durch die geringen Abmessungen der einzelnen Düsen verringert. Dadurch können die NO_x-Abgase vorteilhafterweise erheblich reduziert werden.Gas outlet openings 3 coated. This advantageously leads to a cooling effect. The first and second gas outlet nozzles therefore remain cool even under conditions close to stoichiometric combustion. It is therefore advantageously possible to dispense with cooling or expensive high-temperature materials for the nozzles. Furthermore, due to the low temperatures at the nozzles, the burner can be operated with almost any mixing ratio and flow rate. Burners according to the invention therefore offer a large operating range, and are therefore particularly flexible and variable. Furthermore, the required mixing length and the flame volume in which stoichiometric combustion can take place are reduced by the small dimensions of the individual nozzles. As a result, the NO _x exhaust gases can advantageously be significantly reduced.

Aufgrund des vielfachen Vorsehens gleicher Düsen sind die Verbrennungsparameter, wie Mischverhältnis, Geschwindigkeiten und Volumenstrom vorteilhafterweise für einzelne Düsen gleich. Die Verbrennung an einzelnen Düsen ist vorteilhafterweise nicht von deren umgebenden Düsen abhängig. Daher ist eine Vergrößerung eines bestehenden Düsenclusters bzw. eines bestehenden Brenners um weitere Düsen, ein sogenanntes Upscaling, unproblematisch. Weiterhin ist die Steuerung der Verbrennungsparameter der Gesamtheit der Düsen vorteilhafterweise bereits durch die Steuerung der Verbrennungsparameter einer einzelnen Düse möglich.Due to the multiple provision of the same nozzles, the combustion parameters such as the mixing ratio, speeds and volume flow are advantageously the same for individual nozzles. Advantageously, the combustion at individual nozzles is not dependent on their surrounding nozzles. Therefore, an enlargement of an existing nozzle cluster or an existing burner by additional nozzles, a so-called upscaling, is unproblematic. Furthermore, the control of the combustion parameters of all the nozzles is advantageously already possible by controlling the combustion parameters of a single nozzle.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Gasauslassöffnung für einen gasförmigen Brennstoff vorgesehen. Das erste Gas ist also vorzugsweise ein gasförmiger Brennstoff. Der gasförmige Brennstoff wird dazu vorzugsweise am ersten Gaseinlass angeschlossen. Der gasförmige Brennstoff umfasst vorzugsweise Wasserstoff und/oder Prozessgas und/oder Erdgas. Der gasförmige Brennstoff kann außerdem Methan umfassen. Der gasförmige Brennstoff kann beispielsweise eine Mischung aus Wasserstoff mit Erdgas und/oder Methan sein.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first gas outlet opening is provided for a gaseous fuel. The first gas is therefore preferably a gaseous fuel. For this purpose, the gaseous fuel is preferably connected to the first gas inlet. The gaseous fuel preferably includes hydrogen and/or process gas and/or natural gas. The gaseous fuel may also include methane. The gaseous fuel can be, for example, a mixture of hydrogen with natural gas and/or methane.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Gasauslassöffnung für ein Oxidationsmittel vorgesehen. Das zweite Gas ist also vorzugsweise ein Oxidationsmittel. Das Oxidationsmittel ist vorzugsweise Luft, sauerstoffangereicherte Luft und/oder Sauerstoff. Das Oxidationsmittel wird dazu vorzugsweise am zweiten Gaseinlass angeschlossen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the second gas outlet opening is provided for an oxidizing agent. The second gas is therefore preferably an oxidizing agent. The oxidizing agent is preferably air, oxygen-enriched air and/or oxygen. For this purpose, the oxidizing agent is preferably connected to the second gas inlet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Brenner zusätzlich eine auf den Düsencluster aufgesetzte keramische Struktur. Die keramische Struktur kann als thermischer Schutz verwendet werden. Die ersten Verbindungsleitungen durchdringen dabei die keramische Struktur zumindest teilweise. Vorzugsweise durchgreifen die ersten Verbindungsleitungen die keramische Struktur vollständig. Die ersten Gasauslassöffnungen können also innerhalb der keramischen Struktur oder an einer äußeren Oberfläche der keramischen Struktur angeordnet sein. Zusätzlich können die ersten Verbindungsleitungen aus der keramischen Struktur hervorstehen. In diesem Fall sind die ersten Gasauslassöffnungen vorzugsweise stromabwärts von der keramischen Struktur in Gasströmungsrichtung angeordnet.According to a further advantageous embodiment of the invention, the burner also includes a ceramic structure placed on the nozzle cluster. The ceramic structure can be used as thermal protection. In this case, the first connecting lines at least partially penetrate the ceramic structure. The first connecting lines preferably penetrate completely through the ceramic structure. The first gas outlet openings can therefore be arranged within the ceramic structure or on an outer surface of the ceramic structure. In addition, the first connecting lines can protrude from the ceramic structure. In this case, the first gas outlet openings are preferably arranged downstream of the ceramic structure in the gas flow direction.

Vorzugsweise dringen die zweiten Verbindungsleitungen nicht in die keramische Struktur ein. Die zweiten Gasauslassöffnungen sind also vorzugsweise stromaufwärts von der keramischen Struktur in Gasströmungsrichtung (bzw. entgegengesetzt der Gasströmungsrichtung) angeordnet. Alternativ dringen die zweiten Verbindungsleitungen teilweise in die keramische Struktur ein. Die zweiten Gasauslassöffnungen können also innerhalb der keramischen Struktur angeordnet sein.The second connecting lines preferably do not penetrate into the ceramic structure. The second gas outlet openings are therefore preferably arranged upstream of the ceramic structure in the gas flow direction (or opposite to the gas flow direction). Alternatively, the second connection lines penetrate partially into the ceramic structure. The second gas outlet openings can therefore be arranged within the ceramic structure.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Brenner zusätzlich eine auf die keramische Struktur aufgesetzte poröse Struktur zur Durchführung einer Verbrennung innerhalb der porösen Struktur. Die poröse Struktur ist vorzugsweise Si-infiltriertes SiC oder ein Si-SiC-Schaum. In dieser Ausführungsform durchdringen die ersten Verbindungsleitungen die keramische Struktur vorzugsweise nicht vollständig, sondern nur teilweise.According to an advantageous embodiment of the invention, the burner additionally comprises a porous structure placed on the ceramic structure for carrying out combustion within the porous structure. The porous structure is preferably Si-infiltrated SiC or a Si-SiC foam. In In this embodiment, the first connecting lines preferably do not penetrate the ceramic structure completely, but only partially.

Die Verbrennung erfolgt in dieser Ausführungsform vorzugsweise flammlos. Durch Vorsehen der porösen Struktur kann vorteilhafterweise ein Porenbrenner realisiert werden. Die Verbrennung wird vorteilhafterweise innerhalb der porösen Struktur stabilisiert. Aufgrund der Stabilisierung der Verbrennung kann außerdem vorteilhafterweise die Leistung des Brenners in einem größeren Bereich moduliert werden. Vorteilhafterweise kann Leistung des Brenners in einem Bereich zwischen der maximalen Leistung und einem Zwanzigstel der maximalen Leistung variiert werden. Somit ist beispielsweise bei einer maximalen Leistung von 10 kW ein stabiler Betrieb mit einer Leistung von 500 W ermöglicht. Vorteilhafterweise erfolgt in dieser Ausführungsform außerdem ein hoher Anteil der Wärmeübertragung durch Strahlung.In this embodiment, the combustion preferably takes place without flames. By providing the porous structure, a pore burner can advantageously be realized. Combustion is advantageously stabilized within the porous structure. Furthermore, due to the stabilization of the combustion, the power of the burner can advantageously be modulated in a larger range. Advantageously, the power of the burner can be varied in a range between the maximum power and a twentieth of the maximum power. Thus, for example, with a maximum power of 10 kW, stable operation with a power of 500 W is possible. Advantageously, in this embodiment, a high proportion of the heat transfer is also by radiation.

Nach Maßgabe der Erfindung ist weiterhin eine Gasturbine umfassend einen oder mehrere erfindungsgemäße Brenner bzw. Düsencluster beansprucht. Die Gasturbine kann vorzugsweise modular aufgebaut sein und einen oder mehrere abnehmbare Brenner bzw. Düsencluster umfassen. Dadurch wird ein einfaches Austauschen der Brenner bzw. Düsencluster ermöglicht. Vorzugsweise umfasst die Gasturbine 2 bis 30 Brenner, besonders bevorzugt umfasst die Gasturbine 4 bis 16 Brenner, insbesondere 8 bis 12 Brenner.According to the invention, a gas turbine comprising one or more burners or nozzle clusters according to the invention is also claimed. The gas turbine can preferably be constructed in a modular manner and can comprise one or more detachable combustors or nozzle clusters. This allows easy replacement of the burners or nozzle clusters. The gas turbine preferably comprises 2 to 30 burners, the gas turbine particularly preferably comprises 4 to 16 burners, in particular 8 to 12 burners.

Nach Maßgabe der Erfindung ist weiterhin ein Mischer umfassend mindestens einen erfindungsgemäßen Düsencluster beansprucht. Vorzugsweise umfasst der Mischer genau einen erfindungsgemäßen Düsencluster. Der Mischer ermöglicht ein Zusammenführen mehrerer gasförmiger Substanzen, insbesondere zweier gasförmiger Substanzen. Ebenso ermöglicht der Mischer ein Zusammenführen mehrerer Flüssigkeiten bzw. einer Flüssigkeit und eines Gases. Dieses Zusammenführen von Gasen und/oder Flüssigkeiten kann beispielsweise eine Durchführung einer Reaktion, insbesondere einer chemischen Reaktion ermöglichen.According to the invention, a mixer comprising at least one nozzle cluster according to the invention is also claimed. The mixer preferably comprises precisely one nozzle cluster according to the invention. The mixer allows several gaseous substances, in particular two gaseous substances, to be brought together. The mixer also enables several liquids or a liquid and a gas to be brought together. This bringing together of gases and/or liquids can, for example, make it possible to carry out a reaction, in particular a chemical reaction.

Die erfindungsgemäße Idee erstreckt sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Düsenclusters, und/oder eines erfindungsgemäßen Brenners, und/oder eines erfindungsgemäßen Mischers, wobei vorgesehen ist, dass der Düsencluster, der Brenner und/oder der Mischer durch additive Fertigung mittels 3D Druck hergestellt wird. Der 3D Druck erfolgt vorzugsweise mittels selektiven Laserschmelzens. Eine Herstellung mittels 3D-Druck ermöglicht eine flexible Art der Fertigung und eine flexible Materialanpassung des Düsenclusters, des Brenners und/oder des Mischers. Insbesondere werden beliebige Geometrien ermöglicht. Weiterhin ist eine additive Fertigung mittels 3D Druck vorteilhafterweise besonders kostengünstig.The idea according to the invention also extends to a method for producing a nozzle cluster according to the invention and/or a burner according to the invention and/or a mixer according to the invention, it being provided that the nozzle cluster, the burner and/or the mixer are produced by additive manufacturing using 3D printing will be produced. 3D printing is preferably carried out using selective laser melting. Production using 3D printing enables a flexible type of production and flexible material adaptation of the nozzle cluster, the burner and/or the mixer. In particular, any geometries are possible. Furthermore, additive manufacturing using 3D printing is advantageously particularly cost-effective.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Düsencluster einstückig hergestellt. Alternativ dazu kann der Düsencluster zweistückig oder mehrstückig hergestellt werden. In diesem Fall werden die verschiedenen Stücke des Düsenclusters in einem nachgelagerten Herstellungsschritt zusammengefügt.According to an advantageous embodiment of the invention, the nozzle cluster is manufactured in one piece. As an alternative to this, the nozzle cluster can be produced in two pieces or in several pieces. In this case, the different pieces of the nozzle cluster are assembled in a downstream manufacturing step.

Der erfindungsgemäße Gedanke erstreckt sich insbesondere auch auf ein Speicherprodukt, aufweisend ein ablauffähiges Programm und/oder computerlesbare Steuerbefehle zur Ansteuerung eines 3D-Druckers, um einen erfindungsgemäßen Düsencluster herzustellen. Das Speicherprodukt kann beispielsweise ein USB-Stick oder eine CD oder DVD sein. Insbesondere weist das Speicherprodukt das ablauffähige Programm auf und/oder es weist die computerlesbaren Steuerbefehle als nicht-flüchtig gespeicherte Datenfolge auf. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Speicherprodukt als eine über das Internet zugängliche Festplatte, als ein Server und/oder als eine Internet-Cloud ausgebildet ist, auf der bzw. auf dem ein ablauffähiges Programm und/oder computerlesbare Steuerbefehle zur Ansteuerung eines 3D-Druckers bereitgestellt werden, um ein Düsencluster nach einem der vorstehend beschriebenen Beispiele herzustellen.The idea according to the invention also extends in particular to a memory product having an executable program and/or computer-readable control commands for controlling a 3D printer in order to produce a nozzle cluster according to the invention. The storage product can be, for example, a USB stick or a CD or DVD. In particular, the memory product has the executable program and/or it has the computer-readable control commands as a non-volatile data sequence. However, it can also be provided that the storage product is designed as a hard drive accessible via the Internet, as a server and/or as an Internet cloud on which an executable program and/or computer-readable control commands for controlling a 3D printer to produce a nozzle cluster according to any of the examples described above.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

1A eine Draufsicht auf einen ersten erfindungsgemäßen Düsencluster,
1B eine vergrößerte Darstellung des Details A aus 1A,
1C eine schematische Schnittdarstellung des ersten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
1D eine vergrößerte Darstellung des Details B aus 1C,
1E eine perspektivische Ansicht des ersten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
2A eine Draufsicht auf einen zweiten erfindungsgemäßen Düsencluster,
2B eine vergrößerte Darstellung des Details N aus 2A,
2C eine schematische Schnittdarstellung des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
2D eine vergrößerte Darstellung des Details C aus 2C,
2E eine perspektivische Ansicht des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
2F eine perspektivische Schnittdarstellung des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
3A eine Seitenansicht eines dritten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
3B eine vergrößerte Darstellung des Details D aus 3A,
3C eine schematische Schnittdarstellung des dritten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
3D eine vergrößerte Darstellung des Details F aus 3C,
3E eine perspektivische Ansicht des dritten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
3F eine perspektivische Schnittdarstellung des dritten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
4A eine Draufsicht auf einen vierten erfindungsgemäßen Düsencluster,
4B eine vergrößerte Darstellung des Details H aus 4A,
4C eine schematische Schnittdarstellung des vierten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
4D eine vergrößerte Darstellung des Details J aus 4C,
4E eine perspektivische Ansicht des vierten erfindungsgemäßen Düsenclusters,
4F eine perspektivische Schnittdarstellung des vierten erfindungsgemäßen Düsenclusters.

The invention will now be explained in more detail using exemplary embodiments. Show it

1A a plan view of a first nozzle cluster according to the invention,
1B an enlarged view of detail A 1A ,
1C a schematic sectional view of the first nozzle cluster according to the invention,
1D an enlarged view of detail B 1C ,
1E a perspective view of the first nozzle cluster according to the invention,
2A a plan view of a second nozzle cluster according to the invention,
2 B an enlarged representation of the detail N 2A ,
2C a schematic sectional view of the second nozzle cluster according to the invention,
2D an enlarged view of detail C 2C ,
2E a perspective view of the second nozzle cluster according to the invention,
2F a perspective sectional view of the second nozzle cluster according to the invention,
3A a side view of a third nozzle cluster according to the invention,
3B an enlarged view of detail D 3A ,
3C a schematic sectional view of the third nozzle cluster according to the invention,
3D an enlarged representation of the detail F 3C ,
3E a perspective view of the third nozzle cluster according to the invention,
3F a perspective sectional view of the third nozzle cluster according to the invention,
4A a plan view of a fourth nozzle cluster according to the invention,
4B an enlarged representation of the detail H 4A ,
4C a schematic sectional view of the fourth nozzle cluster according to the invention,
4D an enlarged view of detail J 4C ,
4E a perspective view of the fourth nozzle cluster according to the invention,
4F a perspective sectional view of the fourth nozzle cluster according to the invention.

Die 1A bis 1E zeigen einen ersten erfindungsgemäßen Düsencluster. 1A zeigt dabei eine Draufsicht auf den ersten erfindungsgemäßen Düsencluster. 1B zeigt eine vergrößerte Darstellung des Details A aus 1A. Der erste erfindungsgemäße Düsencluster weist eine Vielzahl von Paaren aus jeweils genau einer ersten 1 und genau einer zweiten Gasauslassöffnung 3 auf. Der erste erfindungsgemäße Düsencluster weist beispielsweise 121 solcher Paare auf. Bei jedem Paar ist die zweite Gasauslassöffnung 3 konzentrisch um die erste Gasauslassöffnung 1 herum angeordnet. Die zweite Gasauslassöffnung 3 ist dabei jeweils von der ersten Gasauslassöffnung 1 durch eine ringförmige Zwischenwand getrennt. Die ringförmige Zwischenwand gehört einer ersten Verbindungsleitung 2 an. Die zweite Gasauslassöffnung 3 ist jeweils von einer zweiten Verbindungsleitung 4 umgeben. Im gezeigten Beispiel des ersten erfindungsgemäßen Düsenclusters sind die ersten 1 und die zweiten Gasauslassöffnungen 3 jeweils in der gleichen Ebene angeordnet.the 1A until 1E show a first nozzle cluster according to the invention. 1A shows a plan view of the first nozzle cluster according to the invention. 1B shows an enlarged view of detail A from 1A . The first nozzle cluster according to the invention has a multiplicity of pairs, each consisting of precisely one first gas outlet opening 1 and precisely one second gas outlet opening 3 . The first nozzle cluster according to the invention has, for example, 121 such pairs. In each pair, the second gas outlet opening 3 is arranged concentrically around the first gas outlet opening 1 . The second gas outlet opening 3 is separated from the first gas outlet opening 1 by an annular partition. The annular partition belongs to a first connecting line 2 . The second gas outlet opening 3 is surrounded by a second connecting line 4 in each case. In the example shown of the first nozzle cluster according to the invention, the first 1 and the second gas outlet openings 3 are each arranged in the same plane.

Die ersten Gasauslassöffnungen 1 des ersten erfindungsgemäßen Düsenclusters bilden im Querschnitt jeweils eine Kreisscheibe. Der Durchmesser der ersten Gasauslassöffnungen 1 beträgt beispielsweise jeweils 0,6 mm. Die ringförmige Zwischenwand weist eine kreisringförmige Querschnittsform auf. Die Ringbreite der ringförmigen Zwischenwand, das heißt die Wandstärke der ringförmigen Zwischenwand beträgt beispielsweise jeweils 0,5 mm. Die zweiten Gasauslassöffnungen 3 bilden jeweils einen Ringspalt. Der Ringspalt hat im gezeigten Beispiel einen kreisringförmigen Querschnitt. Die Spaltbreite des Ringspalts beträgt beispielsweise jeweils 0,5 mm.The first gas outlet openings 1 of the first nozzle cluster according to the invention each form a circular disk in cross section. The diameter of the first gas outlet openings 1 is 0.6 mm in each case, for example. The annular intermediate wall has a circular cross-sectional shape. The ring width of the ring-shaped partition, that is to say the wall thickness of the ring-shaped partition, is 0.5 mm in each case, for example. The second gas outlet openings 3 each form an annular gap. In the example shown, the annular gap has a circular cross-section. The gap width of the annular gap is 0.5 mm in each case, for example.

1C zeigt eine schematische Schnittdarstellung des ersten erfindungsgemäßen Düsenclusters. 1D zeigt eine vergrößerte Darstellung des Details B aus 1C. Ein erster Gaseinlass 7 zum Zuführen eines gasförmigen Brennstoffs ist mit einer ersten Verteilkammer 5 verbunden. Im gezeigten Beispiel erfolgt dabei ein direktes Einspeisen des gasförmigen Brennstoffs vom ersten Gaseinlass 7 in die erste Verteilkammer 5. Der erste Gaseinlass 7 mündet also direkt in die erste Verteilkammer 5. Alternativ kann ein indirektes Einspeisen des gasförmigen Brennstoffs vom ersten Gaseinlass 7 in die erste Verteilkammer 5 vorgesehen sein. Dazu kann eine durchlöcherte trichterförmige Verteilerplatte unter Ausbildung eines trichterförmigen ersten Verteilkanals vorgesehen sein. Das Vorsehen der durchlöcherten trichterförmigen Verteilerplatte bewirkt vorteilhafterweise eine bessere Verteilung des gasförmigen Brennstoffs. Die erste Verteilkammer 5 ist für jedes Paar über die erste Verbindungsleitung 2 mit der ersten Gasauslassöffnung 1 verbunden. Der gasförmige Brennstoff durchläuft also den ersten Gaseinlass 7, die erste Verteilkammer 5, die erste Verbindungsleitung 2 und die erste Gasauslassöffnung 1 in der genannten Reihenfolge. Die ersten Gasauslassöffnungen 1 sind also insbesondere durch den ersten Gaseinlass 7 und durch die erste Verteilkammer 5 gespeist. Der gasförmige Brennstoff ist beispielsweise Wasserstoff. 1C shows a schematic sectional view of the first nozzle cluster according to the invention. 1D shows an enlarged representation of detail B from 1C . A first gas inlet 7 for supplying a gaseous fuel is connected to a first distribution chamber 5 . In the example shown, the gaseous fuel is fed directly from the first gas inlet 7 into the first distribution chamber 5. The first gas inlet 7 therefore opens directly into the first distribution chamber 5. Alternatively, the gaseous fuel can be fed indirectly from the first gas inlet 7 into the first distribution chamber 5 be provided. For this purpose, a perforated, funnel-shaped distributor plate can be provided, forming a funnel-shaped first distribution channel. Advantageously, the provision of the perforated funnel-shaped distributor plate provides better distribution of the gaseous fuel. The first distribution chamber 5 is connected to the first gas outlet opening 1 for each pair via the first connecting line 2 . The gaseous fuel thus passes through the first gas inlet 7, the first distribution chamber 5, the first connecting line 2 and the first gas outlet opening 1 in the order mentioned. The first gas outlet openings 1 are therefore fed in particular through the first gas inlet 7 and through the first distribution chamber 5 . The gaseous fuel is hydrogen, for example.

Ein zweiter Gaseinlass 8 zum Zuführen eines Oxidationsmittels mündet über einen trichterförmigen zweiten Kanal 8a in eine zweite Verteilkammer 6. Die zweite Verteilkammer 6 ist von der ersten Verteilkammer 5 getrennt und in Gasströmungsrichtung von der ersten Verteilkammer 5 beabstandet. Die zweite Verteilkammer 6 ist dabei zwischen der ersten Verteilkammer 5 und den Gasauslassöffnungen 1, 3 angeordnet. Die zweite Verteilkammer 6 ist für jedes Paar über die jeweilige zweite Verbindungsleitung 4 mit der jeweiligen zweiten Gasauslassöffnung 3 verbunden. Dabei durchgreift die erste Verbindungsleitung 2 jeweils die zweite Verteilkammer 6 und die zweite Verbindungsleitung 4. Zusätzlich kann die zweite Verteilkammer 6 durch Stützelemente teilweise durchdrungen sein. Solche Stützelemente sorgen für eine bessere Stabilität. Die erste 2 und zweite Verbindungsleitung 4 sind jeweils paarweise angeordnet und weisen jeweils einen zueinander koaxialen Verlauf auf. Das Oxidationsmittel durchläuft also den zweiten Gaseinlass 8, den trichterförmigen zweiten Verteilkanal 8a, die zweite Verteilkammer 6, die zweite Verbindungsleitung 4 und die zweite Gasauslassöffnung 3 in der genannten Reihenfolge. Die zweiten Gasauslassöffnungen 3 sind also insbesondere durch den zweiten Gaseinlass 8 und durch die zweite Verteilkammer 6 gespeist. Das Oxidationsmittel ist beispielsweise Luft oder reiner Sauerstoff.A second gas inlet 8 for supplying an oxidizing agent opens into a second distribution chamber 6 via a funnel-shaped second channel 8a. The second distribution chamber 6 is arranged between the first distribution chamber 5 and the gas outlet openings 1 , 3 . The second distribution chamber 6 is connected to the respective second gas outlet opening 3 for each pair via the respective second connecting line 4 . The first connecting line 2 passes through the second distribution chamber 6 and the second connecting line 4. In addition, the second distribution chamber 6 can be divided into parts by supporting elements be wisely imbued. Such support elements ensure better stability. The first 2 and second connecting line 4 are each arranged in pairs and each have a mutually coaxial course. The oxidizing agent thus passes through the second gas inlet 8, the funnel-shaped second distribution channel 8a, the second distribution chamber 6, the second connecting line 4 and the second gas outlet opening 3 in the order mentioned. The second gas outlet openings 3 are therefore fed in particular through the second gas inlet 8 and through the second distribution chamber 6 . The oxidizing agent is, for example, air or pure oxygen.

1E zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten erfindungsgemäßen Düsenclusters. Der erste erfindungsgemäße Düsencluster kann insbesondere als Brenner verwendet werden. Dabei werden an jedem Paar aus erster 1 und zweiter Gasauslassöffnung 3 der gasförmige Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, und das Oxidationsmittel, insbesondere Luft, gleichmäßig durchmischt. Dabei entsteht vorteilhafterweise ein mageres Gemisch, das mit niedrigem NO_x-Anteil verbrannt werden kann. Dabei weist der erste erfindungsgemäße Düsencluster 121 freie Flammen auf. 1E shows a perspective view of the first nozzle cluster according to the invention. The first nozzle cluster according to the invention can be used in particular as a burner. The gaseous fuel, in particular hydrogen, and the oxidizing agent, in particular air, are evenly mixed at each pair of first 1 and second gas outlet opening 3 . This advantageously creates a lean mixture that can be burned _{with a low NO x content.} The first nozzle cluster 121 according to the invention has free flames.

Die 2A bis 2F zeigen einen zweiten erfindungsgemäßen Düsencluster. 2A zeigt dabei eine Draufsicht auf den zweiten erfindungsgemäßen Düsencluster. 2B zeigt eine vergrößerte Darstellung des Details N aus 2A. Der zweite erfindungsgemäße Düsencluster weist eine Vielzahl von Paaren aus jeweils genau einer ersten 1 und zwei zweiten Gasauslassöffnungen 3 auf. Die zwei zweiten Gasauslassöffnungen 3 sind jeweils durch zwei Stege 4a voneinander getrennt. Die zwei zweiten Gasauslassöffnungen 3 können jeweils auch als eine einzige zweite Gasauslassöffnung 3 aufgefasst werden, die durch die zwei Stege 4a in zwei Teilbereiche unterteilt ist. Der zweite erfindungsgemäße Düsencluster weist beispielsweise 127 Paare aus jeweils genau einer ersten 1 und zwei zweiten Gasauslassöffnungen 3 auf.the 2A until 2F show a second nozzle cluster according to the invention. 2A shows a plan view of the second nozzle cluster according to the invention. 2 B shows an enlarged representation of the detail N from 2A . The second nozzle cluster according to the invention has a multiplicity of pairs, each consisting of precisely one first 1 and two second gas outlet openings 3 . The two second gas outlet openings 3 are each separated from one another by two webs 4a. The two second gas outlet openings 3 can each also be regarded as a single second gas outlet opening 3, which is divided into two partial areas by the two webs 4a. The second nozzle cluster according to the invention has, for example, 127 pairs of exactly one first 1 and two second gas outlet openings 3 each.

Bei jedem Paar sind die zwei zweiten Gasauslassöffnungen 3 teilweise umlaufend um die erste Gasauslassöffnung 1 angeordnet. Die zwei zweiten Gasauslassöffnungen 3 sind wieder jeweils von der ersten Gasauslassöffnung 1 durch die eine ringförmige Zwischenwand bildende erste Verbindungsleitung 2 getrennt.In each pair, the two second gas outlet openings 3 are arranged partially circumferentially around the first gas outlet opening 1 . The two second gas outlet openings 3 are again each separated from the first gas outlet opening 1 by the first connecting line 2 forming an annular intermediate wall.

Wie am besten in den 2C und 2D zu sehen ist, sind die zwei zweiten Gasauslassöffnungen 3 jeweils von einer äußeren Lochplatte 4b begrenzt. Im Beispiel des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters wird für jedes Paar die zweite Verbindungsleitung 4 also lediglich durch die äußere Lochplatte 4b und die Stege 4a gebildet. Wie auch in den 2C und 2D zu sehen ist, sind im Beispiel des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters die ersten 1 und die zweiten Gasauslassöffnungen 3 jeweils in einer unterschiedlichen Ebene angeordnet. Dabei stehen die ersten Gasauslassöffnungen 1 jeweils 10 mm aus den jeweiligen zweiten Gasauslassöffnungen 3 hervor.How best in the 2C and 2D can be seen, the two second gas outlet openings 3 are each delimited by an outer perforated plate 4b. In the example of the second nozzle cluster according to the invention, the second connecting line 4 for each pair is therefore only formed by the outer perforated plate 4b and the webs 4a. As also in the 2C and 2D can be seen, in the example of the second nozzle cluster according to the invention, the first 1 and the second gas outlet openings 3 are each arranged in a different plane. The first gas outlet openings 1 each protrude 10 mm from the respective second gas outlet openings 3 .

Die ersten Gasauslassöffnungen 1 des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters bilden im Querschnitt wiederum jeweils eine Kreisscheibe. Der Durchmesser der ersten Gasauslassöffnungen 1 beträgt beispielsweise jeweils 0,6 mm. Die erste Verbindungsleitung 2 weist eine kreisringförmige Querschnittsform auf. Die Ringbreite der erste Verbindungsleitung 2, das heißt die Wandstärke der ringförmigen Zwischenwand beträgt beispielsweise jeweils 0,5 mm. Die erste Verbindungsleitung 2 steht beispielsweise jeweils 10 mm aus der äußeren Lochplatte 4b bzw. aus der jeweiligen zweiten Gasauslassöffnung 3 hervor. Die zweiten Gasauslassöffnungen 3 erstrecken sich jeweils über einen Teilbereich eines Ringspalts. Der Ringspalt hat einen kreisringförmigen Querschnitt und ist durch die zwei Stege 4a unterbrochen. Die Spaltbreite des Ringspalts beträgt beispielsweise jeweils 0,5 mm, die Breite und die Länge jedes Stegs 4a beträgt beispielsweise auch jeweils 0,5 mm.The first gas outlet openings 1 of the second nozzle cluster according to the invention in turn each form a circular disk in cross section. The diameter of the first gas outlet openings 1 is 0.6 mm in each case, for example. The first connecting line 2 has a circular cross-sectional shape. The ring width of the first connecting line 2, that is to say the wall thickness of the ring-shaped intermediate wall, is 0.5 mm in each case, for example. The first connecting line 2 protrudes, for example, 10 mm from the outer perforated plate 4b or from the respective second gas outlet opening 3 . The second gas outlet openings 3 each extend over a partial area of an annular gap. The annular gap has a circular cross-section and is interrupted by the two webs 4a. The gap width of the annular gap is, for example, 0.5 mm in each case, and the width and the length of each web 4a is also 0.5 mm in each case, for example.

2C zeigt eine schematische Schnittdarstellung des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters. 2D zeigt eine vergrößerte Darstellung des Details C aus 2C. Der erste Gaseinlass 7 zum Zuführen eines gasförmigen Brennstoffs und der zweite Gaseinlass 8 zum Zuführen eines Oxidationsmittels sind im Beispiel des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters an einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Der erste Gaseinlass 7 ist mit der ersten Verteilkammer 5 verbunden. Im gezeigten Beispiel erfolgt dabei ein direktes Einspeisen des gasförmigen Brennstoffs vom ersten Gaseinlass 7 in eine einen langgezogenen einheitlichen Raum bildende erste Verteilkammer 5. Abweichend davon kann die erste Verteilkammer 5 durch Stützelemente teilweise durchdrungen sein. Solche Stützelemente sorgen für eine bessere Stabilität. Die erste Verteilkammer 5 ist für jedes Paar über die erste Verbindungsleitung 2 mit der ersten Gasauslassöffnung 1 verbunden. Der gasförmige Brennstoff durchläuft also den ersten Gaseinlass 7, die erste Verteilkammer 5, die erste Verbindungsleitung 2 und die erste Gasauslassöffnung 1 in der genannten Reihenfolge. Die ersten Gasauslassöffnungen 1 sind also insbesondere durch den ersten Gaseinlass 7 und durch die erste Verteilkammer 5 gespeist. Der gasförmige Brennstoff ist beispielsweise Wasserstoff oder Synthesegas (kurz: Syngas). 2C shows a schematic sectional view of the second nozzle cluster according to the invention. 2D shows an enlarged representation of detail C from 2C . The first gas inlet 7 for supplying a gaseous fuel and the second gas inlet 8 for supplying an oxidizing agent are arranged on opposite sides in the example of the second nozzle cluster according to the invention. The first gas inlet 7 is connected to the first distribution chamber 5 . In the example shown, the gaseous fuel is fed directly from the first gas inlet 7 into a first distribution chamber 5 forming an elongated, uniform space. Deviating from this, the first distribution chamber 5 can be partially penetrated by support elements. Such support elements ensure better stability. The first distribution chamber 5 is connected to the first gas outlet opening 1 for each pair via the first connecting line 2 . The gaseous fuel thus passes through the first gas inlet 7, the first distribution chamber 5, the first connecting line 2 and the first gas outlet opening 1 in the order mentioned. The first gas outlet openings 1 are therefore fed in particular through the first gas inlet 7 and through the first distribution chamber 5 . The gaseous fuel is, for example, hydrogen or synthesis gas (short: syngas).

Der zweiter Gaseinlass 8 zum Zuführen eines Oxidationsmittels mündet in die zweite Verteilkammer 6. Die zweite Verteilkammer 6 ist von der ersten Verteilkammer 5 getrennt und in Gasströmungsrichtung von der ersten Verteilkammer 5 beabstandet. Die zweite Verteilkammer 6 ist dabei zwischen der ersten Verteilkammer 5 und den zweiten Gasauslassöffnungen 3 angeordnet. Die zweite Verteilkammer 6 ist lediglich durch die äußere Lochplatte 4b mit ihren Stegen 4a in Gasströmungsrichtung begrenzt. Dabei sieht die äußere Lochplatte 4b mit ihren Stegen 4a für jedes Paar zwei zweite Gasauslassöffnungen 3 vor. Die äußere Lochplatte 4b kann zusätzlich durch Stützelemente zur Bereitstellung einer besseren Stabilität abgestützt sein. Diese Stützelemente können also die zweite Verteilkammer 6 teilweise durchdringen.The second gas inlet 8 for supplying an oxidizing agent opens into the second distributor chamber 6. The second distribution chamber 6 is separate from the first distribution chamber 5 and spaced from the first distribution chamber 5 in the gas flow direction. The second distribution chamber 6 is arranged between the first distribution chamber 5 and the second gas outlet openings 3 . The second distribution chamber 6 is limited only by the outer perforated plate 4b with its webs 4a in the gas flow direction. The outer perforated plate 4b with its webs 4a provides two second gas outlet openings 3 for each pair. The outer perforated plate 4b can additionally be supported by supporting elements to provide better stability. These support elements can therefore partially penetrate the second distribution chamber 6 .

Die erste Verbindungsleitung 2 durchgreift jeweils die zweite Verteilkammer 6 und die äußere Lochplatte 4b. Das Oxidationsmittel durchläuft also den zweiten Gaseinlass 8, die zweite Verteilkammer 6, die durch die äußere Lochplatte 4b mit ihren Stegen 4a gebildete zweite Verbindungsleitung 4 und die zweite Gasauslassöffnung 3 in der genannten Reihenfolge. Die zweiten Gasauslassöffnungen 3 sind also wiederum insbesondere durch den zweiten Gaseinlass 8 und durch die zweite Verteilkammer 6 gespeist. Das Oxidationsmittel ist beispielsweise Luft.The first connecting line 2 passes through the second distribution chamber 6 and the outer perforated plate 4b. The oxidizing agent thus passes through the second gas inlet 8, the second distribution chamber 6, the second connecting line 4 formed by the outer perforated plate 4b with its webs 4a and the second gas outlet opening 3 in the order mentioned. The second gas outlet openings 3 are thus in turn fed in particular through the second gas inlet 8 and through the second distribution chamber 6 . The oxidizing agent is, for example, air.

2E zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters. 2F zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters. 2E shows a perspective view of the second nozzle cluster according to the invention. 2F shows a perspective sectional view of the second nozzle cluster according to the invention.

Der zweite erfindungsgemäße Düsencluster kann vorzugsweise als Brenner verwendet werden. Dazu kann zusätzlich eine keramische Struktur auf den Düsencluster aufgesetzt werden. Die keramische Struktur kann als thermischer Schutz verwendet werden. Die ersten Verbindungsleitungen durchgreifen die keramische Struktur vorzugsweise teilweise. Die ersten Gasauslassöffnungen sind vorzugsweise an einer äußeren Oberfläche der keramischen Struktur angeordnet. Die zweiten Gasauslassöffnungen sind vorzugsweise stromaufwärts von der keramischen Struktur in Gasströmungsrichtung (bzw. entgegengesetzt der Gasströmungsrichtung) angeordnet und liegen dabei vorzugsweise unmittelbar an die keramische Struktur an.The second nozzle cluster according to the invention can preferably be used as a burner. In addition, a ceramic structure can be placed on the nozzle cluster. The ceramic structure can be used as thermal protection. The first connecting lines preferably penetrate partially through the ceramic structure. The first gas outlet openings are preferably arranged on an outer surface of the ceramic structure. The second gas outlet openings are preferably arranged upstream of the ceramic structure in the gas flow direction (or opposite to the gas flow direction) and are preferably in direct contact with the ceramic structure.

Zusätzlich kann auf den zweiten erfindungsgemäßen Düsencluster und die keramische Struktur eine poröse Struktur zur Durchführung einer Verbrennung innerhalb der porösen Struktur aufgesetzt werden. Die Verbrennung erfolgt vorzugsweise flammlos. Die Verbrennung wird vorteilhafterweise innerhalb der porösen Struktur stabilisiert. Vorteilhafterweise erfolgt ein hoher Anteil der Wärmeübertragung durch Strahlung. Die poröse Struktur kann beispielsweise ein Si-SiC-Schaum sein. Durch eine Kombination des zweiten erfindungsgemäßen Düsenclusters mit der keramischen Struktur und der porösen Struktur kann vorteilhafterweise ein Porenbrenner realisiert werden.In addition, a porous structure for carrying out combustion within the porous structure can be placed on the second nozzle cluster according to the invention and the ceramic structure. Combustion is preferably flameless. Combustion is advantageously stabilized within the porous structure. Advantageously, a high proportion of the heat transfer is by radiation. The porous structure can be a Si—SiC foam, for example. A pore burner can advantageously be realized by a combination of the second nozzle cluster according to the invention with the ceramic structure and the porous structure.

Die 3A bis 3F zeigen einen dritten erfindungsgemäßen Düsencluster. 3A zeigt dabei eine Seitenansicht des dritten erfindungsgemäßen Düsencluster. 3B zeigt eine vergrößerte Darstellung des Details D aus 3A.the 3A until 3F show a third nozzle cluster according to the invention. 3A shows a side view of the third nozzle cluster according to the invention. 3B shows an enlarged view of detail D from 3A .

Der dritte erfindungsgemäße Düsencluster weist eine langgestreckte pyramidale Geometrie mit beispielsweise sechs Seitenflächen auf. Jede dieser Seitenflächen weist eine Vielzahl von Paaren aus jeweils genau einer ersten 1 und genau einer zweiten Gasauslassöffnung 3 auf. Beispielsweise weist jede Seitenfläche etwa 100 solcher Paaren auf. Der dritte erfindungsgemäße Düsencluster weist also insgesamt im gezeigten Beispiel etwa 600 Paare auf. Die ersten Gasauslassöffnungen 1 des ersten erfindungsgemäßen Düsenclusters bilden im Querschnitt jeweils ein Quadrat. Dessen Kantenlänge beträgt beispielsweise jeweils 0,5 mm. Der hydraulische Durchmesser der ersten Gasauslassöffnungen 1 beträgt somit jeweils etwa 0,5 mm. Bei jedem Paar ist die zweite Gasauslassöffnung 3 konzentrisch und im Wesentlichen symmetrisch um die erste Gasauslassöffnung 1 herum angeordnet. Die zweite Gasauslassöffnung 3 ist dabei jeweils von der ersten Gasauslassöffnung 1 durch eine ringförmige Zwischenwand getrennt. Die ringförmige Zwischenwand gehört der ersten Verbindungsleitung 2 an. Die erste Verbindungsleitung 2 weist eine ringförmige Querschnittsform mit einem sechseckigen Außenumfang und einem der ersten Gasauslassöffnung 1 entsprechenden quadratischen Inneren auf. Die Ringbreite der ersten Verbindungsleitung 2, das heißt die Wandstärke der ringförmigen Zwischenwand beträgt beispielsweise jeweils etwa 0,5 mm. Die zweite Gasauslassöffnung 3 ist jeweils von einer äußeren Lochplatte 4b begrenzt. Im Beispiel des dritten erfindungsgemäßen Düsenclusters wird für jedes Paar die zweite Verbindungsleitung 4 also lediglich durch die äußere Lochplatte 4b gebildet. Die zweiten Gasauslassöffnungen 3 bilden also jeweils einen Ringspalt. Der Ringspalt hat im gezeigten Beispiel jeweils einen Querschnitt mit quadratischer äußerer und sechseckiger innerer Begrenzung. Die Spaltbreite des Ringspalts beträgt beispielsweise jeweils 0,5 mm. Im gezeigten Beispiel des dritten erfindungsgemäßen Düsenclusters ist die erste Gasauslassöffnung 1 jeweils in der gleichen Ebene wie die zweite Gasauslassöffnung 3 angeordnet.The third nozzle cluster according to the invention has an elongated pyramidal geometry with, for example, six side faces. Each of these side surfaces has a multiplicity of pairs, each consisting of precisely one first gas outlet opening 1 and precisely one second gas outlet opening 3 . For example, each face has about 100 such pairs. The third nozzle cluster according to the invention thus has a total of about 600 pairs in the example shown. The first gas outlet openings 1 of the first nozzle cluster according to the invention each form a square in cross section. Its edge length is 0.5 mm in each case, for example. The hydraulic diameter of the first gas outlet openings 1 is therefore approximately 0.5 mm in each case. In each pair, the second gas outlet port 3 is arranged concentrically and substantially symmetrically around the first gas outlet port 1 . The second gas outlet opening 3 is separated from the first gas outlet opening 1 by an annular partition. The annular partition belongs to the first connecting line 2 . The first connection pipe 2 has an annular cross-sectional shape with a hexagonal outer periphery and a square interior corresponding to the first gas outlet port 1 . The ring width of the first connecting line 2, ie the wall thickness of the ring-shaped intermediate wall, is approximately 0.5 mm in each case, for example. The second gas outlet opening 3 is delimited in each case by an outer perforated plate 4b. In the example of the third nozzle cluster according to the invention, the second connecting line 4 for each pair is therefore only formed by the outer perforated plate 4b. The second gas outlet openings 3 thus each form an annular gap. In the example shown, the annular gap has a cross section with a square outer boundary and a hexagonal inner boundary. The gap width of the annular gap is 0.5 mm in each case, for example. In the example shown of the third nozzle cluster according to the invention, the first gas outlet opening 1 is in each case arranged in the same plane as the second gas outlet opening 3 .

3C zeigt eine schematische Schnittdarstellung des dritten erfindungsgemäßen Düsenclusters. 3D zeigt eine vergrößerte Darstellung des Details F aus 3C. Die ersten Gasauslassöffnungen 1 sind wiederum durch den ersten Gaseinlass 7 und durch die erste Verteilkammer 5 gespeist. Der erste Gaseinlass 7 ist dazu mit der ersten Verteilkammer 5 verbunden. Im gezeigten Beispiel erfolgt dabei ein direktes Einspeisen des gasförmigen Brennstoffs vom ersten Gaseinlass 7 in die einen langgestreckten im Wesentlichen kegelförmig oder pyramidal zulaufenden Raum bildende erste Verteilkammer 5. Die erste Verteilkammer 5 kann durch Stützelemente teilweise durchdrungen sein. Solche Stützelemente sorgen für eine bessere Stabilität. Die erste Verteilkammer 5 ist seitlich umlaufend von einer plattenförmigen Umwandung begrenzt, welche aus inneren Lochplatten 2b gebildet ist. Im gezeigten Beispiel ist die erste Verteilkammer 5 durch sechs innere Lochplatten 2b begrenzt. Jede innere Lochplatte 2b weist eine Vielzahl von Zuführungsöffnungen 2a auf. Jede Zuführungsöffnung 2a kommuniziert mit einer ersten Verbindungsleitung 2. Die erste Verteilkammer 5 ist also für jedes Paar über die jeweilige Zuführungsöffnung 2a und über die jeweilige erste Verbindungsleitung 2 mit der jeweiligen ersten Gasauslassöffnung 1 verbunden. Der gasförmige Brennstoff durchläuft also den ersten Gaseinlass 7, die erste Verteilkammer 5, die Zuführungsöffnung 2a, die erste Verbindungsleitung 2 und die erste Gasauslassöffnung 1 in der genannten Reihenfolge. Der gasförmige Brennstoff ist beispielsweise Wasserstoff. 3C shows a schematic sectional view of the third nozzle cluster according to the invention. 3D shows an enlarged representation of the detail F from 3C . The first gas outlet openings 1 are in turn through the first gas inlet 7 and fed through the first distribution chamber 5. For this purpose, the first gas inlet 7 is connected to the first distribution chamber 5 . In the example shown, the gaseous fuel is fed directly from the first gas inlet 7 into the first distribution chamber 5 forming an elongated, essentially conical or pyramidal space. The first distribution chamber 5 can be partially penetrated by support elements. Such support elements ensure better stability. The first distribution chamber 5 is laterally delimited circumferentially by a plate-shaped wall, which is formed from inner perforated plates 2b. In the example shown, the first distribution chamber 5 is delimited by six inner perforated plates 2b. Each inner perforated plate 2b has a plurality of feed openings 2a. Each supply opening 2a communicates with a first connecting line 2. The first distribution chamber 5 is therefore connected to the respective first gas outlet opening 1 for each pair via the respective supply opening 2a and via the respective first connecting line 2. The gaseous fuel thus passes through the first gas inlet 7, the first distribution chamber 5, the feed opening 2a, the first connecting line 2 and the first gas outlet opening 1 in the order mentioned. The gaseous fuel is hydrogen, for example.

Die zweiten Gasauslassöffnungen 3 sind wiederum durch den zweiten Gaseinlass 8 und durch die zweite Verteilkammer 6 gespeist. Der zweiter Gaseinlass 8 mündet zum Zuführen eines Oxidationsmittels in die zweite Verteilkammer 6. Die zweite Verteilkammer 6 ist von der ersten Verteilkammer 5 getrennt und in Gasströmungsrichtung von der ersten Verteilkammer 5 beabstandet. Die zweite Verteilkammer 6 ist zwischen der ersten Verteilkammer 5 und den Gasauslassöffnungen 1, 3 angeordnet. Dabei umgibt die zweite Verteilkammer 6 radial die erste Verteilkammer 5. Die zweite Verteilkammer 6 ist radial außen lediglich durch eine durch die äußeren Lochplatten 4b gebildete seitliche Umkleidung in Gasströmungsrichtung begrenzt. Im gezeigten Beispiel ist die zweite Verteilkammer 6 radial außen durch sechs umlaufend angeordnete äußeren Lochplatten 4b begrenzt. Dabei sehen die äußeren Lochplatte 4b für jedes Paar genau eine zweite Gasauslassöffnung 3 vor. Die äußeren Lochplatten 4b können zusätzlich durch Stützelemente zur Bereitstellung einer besseren Stabilität abgestützt sein. Diese Stützelemente können also die zweite Verteilkammer 6 teilweise durchdringen. Radial innen ist die zweite Verteilkammer 6 durch die inneren Lochplatten 2b begrenzt. Im gezeigten Beispiel ist die zweite Verteilkammer 6 radial innen durch sechs innere Lochplatten 2b begrenzt. Die inneren Lochplatten 2b sind in Bezug auf die zweite Verteilkammer 6 gasundurchlässig.The second gas outlet openings 3 are in turn fed through the second gas inlet 8 and through the second distribution chamber 6 . The second gas inlet 8 opens into the second distribution chamber 6 for supplying an oxidizing agent. The second distribution chamber 6 is separate from the first distribution chamber 5 and spaced apart from the first distribution chamber 5 in the gas flow direction. The second distribution chamber 6 is arranged between the first distribution chamber 5 and the gas outlet openings 1, 3. The second distribution chamber 6 radially surrounds the first distribution chamber 5. The second distribution chamber 6 is delimited radially on the outside only by a lateral casing formed by the outer perforated plates 4b in the gas flow direction. In the example shown, the second distribution chamber 6 is delimited radially on the outside by six peripherally arranged outer perforated plates 4b. The outer perforated plates 4b provide exactly one second gas outlet opening 3 for each pair. The outer perforated plates 4b can also be supported by supporting elements to provide better stability. These support elements can therefore partially penetrate the second distribution chamber 6 . The second distribution chamber 6 is delimited radially on the inside by the inner perforated plates 2b. In the example shown, the second distribution chamber 6 is delimited radially on the inside by six inner perforated plates 2b. The inner perforated plates 2b are impermeable to gas in relation to the second distribution chamber 6 .

Die erste Verbindungsleitung 2 durchgreift jeweils die zweite Verteilkammer 6 und die äußere Lochplatte 4b. Das Oxidationsmittel durchläuft also den zweiten Gaseinlass 8, die zweite Verteilkammer 6, die durch die äußere Lochplatte 4b gebildete zweite Verbindungsleitung 4 und die zweite Gasauslassöffnung 3 in der genannten Reihenfolge. Das Oxidationsmittel ist beispielsweise Luft.The first connecting line 2 passes through the second distribution chamber 6 and the outer perforated plate 4b. The oxidizing agent thus passes through the second gas inlet 8, the second distribution chamber 6, the second connecting line 4 formed by the outer perforated plate 4b and the second gas outlet opening 3 in the order mentioned. The oxidizing agent is, for example, air.

3E zeigt eine perspektivische Ansicht des dritten erfindungsgemäßen Düsenclusters. 3F zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung des dritten erfindungsgemäßen Düsenclusters. Der dritte erfindungsgemäße Düsencluster kann insbesondere als Brenner verwendet werden. Dabei werden an jedem Paar aus erster 1 und zweiter Gasauslassöffnung 3 der gasförmige Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, und das Oxidationsmittel, insbesondere Luft, gleichmäßig durchmischt. Dabei entsteht vorteilhafterweise ein mageres Gemisch, das mit niedrigem NO_x-Anteil verbrannt werden kann. Dabei weist der dritte erfindungsgemäße Düsencluster etwa 600 freie Flammen auf. 3E shows a perspective view of the third nozzle cluster according to the invention. 3F shows a perspective sectional view of the third nozzle cluster according to the invention. The third nozzle cluster according to the invention can be used in particular as a burner. The gaseous fuel, in particular hydrogen, and the oxidizing agent, in particular air, are evenly mixed at each pair of first 1 and second gas outlet opening 3 . This advantageously creates a lean mixture that can be burned _{with a low NO x content.} The third nozzle cluster according to the invention has approximately 600 free flames.

Die 4A bis 4F zeigen einen vierten erfindungsgemäßen Düsencluster. 4A zeigt dabei eine Draufsicht auf den vierten erfindungsgemäßen Düsencluster. 4B zeigt eine vergrößerte Darstellung des Details H aus 4A.the 4A until 4F show a fourth nozzle cluster according to the invention. 4A shows a plan view of the fourth nozzle cluster according to the invention. 4B shows an enlarged representation of the detail H from 4A .

Der vierte erfindungsgemäße Düsencluster weist eine Vielzahl von Paaren aus jeweils genau einer ersten 1 und genau einer zweiten Gasauslassöffnung 3 auf. Der erste erfindungsgemäße Düsencluster weist beispielsweise 256 solcher Paare auf. Die Paare sind dabei schachbrettartig auf einem quadratischen Feld angeordnet. Bei jedem Paar ist die zweite Gasauslassöffnung 3 konzentrisch um die erste Gasauslassöffnung 1 herum angeordnet. Die zweite Gasauslassöffnung 3 ist dabei jeweils von der ersten Gasauslassöffnung 1 durch eine ringförmige Zwischenwand getrennt. Die ringförmige Zwischenwand gehört einer ersten Verbindungsleitung 2 an. Die zweite Gasauslassöffnung 3 ist jeweils von einer zweiten Verbindungsleitung 4 umgeben. Wie auch in den 4C und 4D zu sehen ist, sind im Beispiel des vierten erfindungsgemäßen Düsenclusters die ersten 1 und die zweiten Gasauslassöffnungen 3 jeweils in einer unterschiedlichen Ebene angeordnet. Dabei stehen die ersten Gasauslassöffnungen 1 jeweils 5 mm aus den jeweiligen zweiten Gasauslassöffnungen 3 hervor.The fourth nozzle cluster according to the invention has a multiplicity of pairs, each consisting of precisely one first gas outlet opening 1 and precisely one second gas outlet opening 3 . The first nozzle cluster according to the invention has, for example, 256 such pairs. The pairs are arranged in a chessboard pattern on a square field. In each pair, the second gas outlet opening 3 is arranged concentrically around the first gas outlet opening 1 . The second gas outlet opening 3 is separated from the first gas outlet opening 1 by an annular partition. The annular partition belongs to a first connecting line 2 . The second gas outlet opening 3 is surrounded by a second connecting line 4 in each case. As also in the 4C and 4D can be seen, in the example of the fourth nozzle cluster according to the invention, the first 1 and the second gas outlet openings 3 are each arranged in a different plane. The first gas outlet openings 1 each protrude 5 mm from the respective second gas outlet openings 3 .

Die ersten Gasauslassöffnungen 1 des vierten erfindungsgemäßen Düsenclusters bilden im Querschnitt jeweils eine Kreisscheibe. Der Durchmesser der ersten Gasauslassöffnungen 1 beträgt beispielsweise jeweils 0,5 mm. Die erste Verbindungsleitung 2 weist eine kreisringförmige Querschnittsform auf. Die Ringbreite der erste Verbindungsleitung 2, das heißt die Wandstärke der ringförmigen Zwischenwand beträgt beispielsweise jeweils 0,5 mm. Die erste Verbindungsleitung 2 steht beispielsweise jeweils 5 mm aus der jeweiligen zweiten Gasauslassöffnung 3 hervor. Die zweiten Gasauslassöffnungen 3 bilden jeweils einen Ringspalt. Der Ringspalt hat im gezeigten Beispiel einen kreisringförmigen Querschnitt. Die Spaltbreite des Ringspalts beträgt beispielsweise jeweils 0,5 mm.The first gas outlet openings 1 of the fourth nozzle cluster according to the invention each form a circular disk in cross section. The diameter of the first gas outlet openings 1 is 0.5 mm in each case, for example. The first connecting line 2 has a circular cross-sectional shape. The ring width of the first link manure line 2, that is, the wall thickness of the annular partition is, for example, 0.5 mm. The first connecting line 2 protrudes, for example, 5 mm from the respective second gas outlet opening 3 . The second gas outlet openings 3 each form an annular gap. In the example shown, the annular gap has a circular cross-section. The gap width of the annular gap is 0.5 mm in each case, for example.

4C zeigt eine schematische Schnittdarstellung des vierten erfindungsgemäßen Düsenclusters. 4D zeigt eine vergrößerte Darstellung des Details J aus 4C. Ein erster Gaseinlass 7 zum Zuführen eines gasförmigen Brennstoffs ist über eine erste Verteilleitung 7a unmittelbar mit den ersten Gasauslassöffnungen 1 verbunden. Die erste Verteilleitung 7a weist eine vielfache Verästelung auf. Im gezeigten Beispiel weist die erste Verteilleitung 7a vier Gabelungsebenen auf. In jeder Gabelungsebene vervierfacht sich dabei die Anzahl der Äste der ersten Verteilleitung 7a. In Gasströmungsrichtung stromabwärts der vierten Gabelungsebene geht die erste Verteilleitung 7a in die ersten Verbindungsleitungen 2 über. Die ersten Verbindungsleitungen 2 gehören dabei der ersten Verteilleitung 7a an. Im gezeigten Beispiel umfasst die erste Verteilleitung 7a genau 256 erste Verbindungsleitungen 2. 4C shows a schematic sectional view of the fourth nozzle cluster according to the invention. 4D shows an enlarged view of detail J from 4C . A first gas inlet 7 for supplying a gaseous fuel is connected directly to the first gas outlet openings 1 via a first distribution line 7a. The first distribution line 7a has multiple branches. In the example shown, the first distribution line 7a has four bifurcation levels. The number of branches of the first distribution line 7a is quadrupled in each fork level. The first distribution line 7a merges into the first connecting lines 2 downstream of the fourth bifurcation level in the gas flow direction. The first connecting lines 2 belong to the first distribution line 7a. In the example shown, the first distribution line 7a includes exactly 256 first connecting lines 2.

Im gezeigten Beispiel ist keine zweite Verteilleitung vorgesehen. Die zweiten Gasauslassöffnungen 3 sind stattdessen durch den zweiten Gaseinlass 8 und durch eine zweite Verteilkammer 6 gespeist. Der zweiter Gaseinlass 8 mündet zum Zuführen eines Oxidationsmittels in die zweite Verteilkammer 6. Die zweite Verteilkammer 6 nimmt dabei den die erste Verteilleitung 7a umgebenden Raum ein. Anders ausgedrückt durchgreift die erste Verteilleitung 7a die zweite Verteilkammer 6. Die zweite Verteilkammer 6 ist seitlich durch ein Gehäuse 6a begrenzt. Die zweite Verteilkammer 6 ist für jedes Paar über die jeweilige zweite Verbindungsleitung 4 mit der jeweiligen zweiten Gasauslassöffnung 3 verbunden. Dabei durchgreift die erste Verteilleitung 7a mit ihrer ersten Verbindungsleitung 2 die zweite Verbindungsleitung 4. Zusätzlich kann die zweite Verteilkammer 6 durch Stützelemente teilweise durchdrungen sein. Solche Stützelemente sorgen für eine bessere Stabilität. Die erste 2 und zweite Verbindungsleitung 4 sind jeweils paarweise angeordnet und weisen jeweils zueinander im Wesentlichen einen koaxialen Verlauf auf. Das Oxidationsmittel durchläuft also den zweiten Gaseinlass 8, die zweite Verteilkammer 6, die zweite Verbindungsleitung 4 und die zweite Gasauslassöffnung 3 in der genannten Reihenfolge. Das Oxidationsmittel ist beispielsweise Luft.In the example shown, no second distribution line is provided. The second gas outlet openings 3 are instead fed through the second gas inlet 8 and through a second distribution chamber 6 . The second gas inlet 8 opens into the second distribution chamber 6 for supplying an oxidizing agent. The second distribution chamber 6 occupies the space surrounding the first distribution line 7a. In other words, the first distribution line 7a passes through the second distribution chamber 6. The second distribution chamber 6 is delimited laterally by a housing 6a. The second distribution chamber 6 is connected to the respective second gas outlet opening 3 for each pair via the respective second connecting line 4 . The first distribution line 7a extends through the second connection line 4 with its first connecting line 2. In addition, the second distribution chamber 6 can be partially penetrated by supporting elements. Such support elements ensure better stability. The first 2 and second connecting line 4 are each arranged in pairs and essentially run coaxially with one another. The oxidizing agent thus passes through the second gas inlet 8, the second distribution chamber 6, the second connecting line 4 and the second gas outlet opening 3 in the order mentioned. The oxidizing agent is, for example, air.

4E zeigt eine perspektivische Ansicht des vierten erfindungsgemäßen Düsenclusters. 4F zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung des vierten erfindungsgemäßen Düsenclusters. Der vierte erfindungsgemäße Düsencluster kann insbesondere als Brenner verwendet werden. Durch die vielfach verästelte erste Verteilleitung wird der gasförmige Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, besonders gut verteilt. An jedem Paar aus erster 1 und zweiter Gasauslassöffnung 3 werden der gasförmige Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, und das Oxidationsmittel, insbesondere Luft, besonders gleichmäßig durchmischt. Dabei entsteht vorteilhafterweise ein mageres Gemisch, das mit niedrigem NO_x-Anteil verbrannt werden kann. Dabei weist der vierte erfindungsgemäße Düsencluster 256 freie Flammen auf. 4E shows a perspective view of the fourth nozzle cluster according to the invention. 4F shows a perspective sectional view of the fourth nozzle cluster according to the invention. The fourth nozzle cluster according to the invention can be used in particular as a burner. The gaseous fuel, in particular hydrogen, is distributed particularly well through the first distribution line, which branches out many times. At each pair of first 1 and second gas outlet opening 3, the gaseous fuel, in particular hydrogen, and the oxidizing agent, in particular air, are mixed particularly evenly. This advantageously creates a lean mixture that can be burned _{with a low NO x content.} The fourth nozzle cluster 256 according to the invention has free flames.

Beim ersten bis vierten erfindungsgemäßen Düsencluster kommt die Mischung erst beim Austritt der Gase aus der ersten 1 und zweiten Gasauslassöffnung 3 zustande. Daher besteht vorteilhafterweise keine Gefahr eines Flammenrückschlags. Die erfindungsgemäßen Düsencluster sind also besonders sicher. Weiterhin ist der Verbrennungsbereich jeder einzelnen Flamme durch die Strömung der Luft aus den zweiten Gasauslassöffnungen 3 ummantelt. Dies führt zu einem Kühlungseffekt. Die Düsen aus erster 1 und zweiter Gasauslassöffnung 3 bleiben daher selbst bei Bedingungen nahe einer stöchiometrischen Verbrennung kühl. Daher kann vorteilhafterweise auf eine Kühlung bzw. auf teure Hochtemperaturmaterialien für die Düsen verzichtet werden. Weiterhin kann der Brenner wegen der geringen Temperaturen an den Düsen bei nahezu beliebigen Mischungsverhältnissen und Strömungsgeschwindigkeiten betrieben werden. Die erfindungsgemäßen Düsencluster bieten also einen großen Betriebsbereich als Brenner, sind also besonders flexibel und variabel. Weiterhin werden die benötigte Mischlänge und das Flammvolumen, in dem eine stöchiometrische Verbrennung stattfinden kann durch die geringen Abmessungen der einzelnen Düsen verringert. Dadurch können die NO_x-Abgase vorteilhafterweise erheblich reduziert werden.In the case of the first to fourth nozzle clusters according to the invention, the mixture only comes about when the gases emerge from the first 1 and second gas outlet opening 3 . Therefore, advantageously, there is no risk of flashback. The nozzle clusters according to the invention are therefore particularly safe. Furthermore, the combustion area of each individual flame is enveloped by the flow of air from the second gas outlet openings 3 . This leads to a cooling effect. The nozzles from the first 1 and second gas outlet opening 3 therefore remain cool even under conditions close to stoichiometric combustion. It is therefore advantageously possible to dispense with cooling or expensive high-temperature materials for the nozzles. Furthermore, due to the low temperatures at the nozzles, the burner can be operated with almost any mixing ratio and flow rate. The nozzle clusters according to the invention therefore offer a large operating range as a burner, and are therefore particularly flexible and variable. Furthermore, the required mixing length and the flame volume in which stoichiometric combustion can take place are reduced by the small dimensions of the individual nozzles. As a result, the NO _x exhaust gases can advantageously be significantly reduced.

Aufgrund des vielfachen Vorsehens gleicher Düsen sind die Verbrennungsparameter, wie Mischverhältnis, Geschwindigkeiten und Volumenstrom vorteilhafterweise für einzelne Düsen gleich. Die Verbrennung an einzelnen Düsen ist vorteilhafterweise nicht von deren umgebenden Düsen abhängig. Daher ist eine Vergrößerung eines bestehenden Düsenclusters um weitere Düsen, ein sogenanntes Upscaling, unproblematisch. Weiterhin ist die Steuerung der Verbrennungsparameter der Gesamtheit der Düsen vorteilhafterweise bereits durch die Steuerung der Verbrennungsparameter einer einzelnen Düse möglich.Due to the multiple provision of the same nozzles, the combustion parameters such as the mixing ratio, speeds and volume flow are advantageously the same for individual nozzles. Advantageously, the combustion at individual nozzles is not dependent on their surrounding nozzles. Therefore, an enlargement of an existing nozzle cluster by additional nozzles, a so-called upscaling, is unproblematic. Furthermore, the control of the combustion parameters of all the nozzles is advantageously already possible by controlling the combustion parameters of a single nozzle.

Der erste bis vierte erfindungsgemäße Düsencluster werden vorzugsweise durch additive Fertigung mittels 3D-Druck hergestellt. Dadurch fallen vorteilhafterweise besonders geringe Herstellungskosten an. Vorzugsweise werden der erste bis vierte erfindungsgemäße Düsencluster dabei jeweils einstückig hergestellt.The first to fourth nozzle cluster according to the invention are preferably by additive Manufactured using 3D printing. This advantageously results in particularly low production costs. Preferably, the first to fourth nozzle clusters according to the invention are each produced in one piece.

BezugszeichenlisteReference List

11: erste Gasauslassöffnungfirst gas outlet opening
22: erste Verbindungsleitungfirst connection line
2a2a: Zuführungsöffnungfeed opening
2b2 B: innere Lochplatteinner perforated plate
33: zweite Gasauslassöffnungsecond gas outlet opening
44: zweite Verbindungsleitungsecond connection line
4a4a: Stegweb
4b4b: äußere Lochplatteouter perforated plate
55: erste Verteilkammerfirst distribution chamber
66: zweite Verteilkammersecond distribution chamber
6a6a: Gehäusecasing
77: erster Gaseinlassfirst gas inlet
7a7a: erste Verteilleitungfirst distribution line
88th: zweiter Gaseinlasssecond gas inlet
8a8a: trichterförmiger zweiter Kanalfunnel-shaped second canal

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 2982907 A1 [0003]

Claims

Nozzle cluster comprising a large number of pairs each consisting of a first (1) and a second gas outlet opening (3), the second gas outlet opening (3) of each pair being arranged at least partially around the first gas outlet opening (1).

nozzle cluster after claim 1 , wherein in each pair the second gas outlet opening (3) is arranged concentrically and/or symmetrically, in particular axis-, point- and/or mirror-symmetrically, around the first gas outlet opening (1).

nozzle cluster after claim 1 or 2 , comprising 10 to 10,000 pairs each of a first (1) and a second gas outlet opening (3), preferably 50 to 2,000 pairs each of a first (1) and a second gas outlet opening (3), particularly preferably 100 to 1,000 pairs each of one first (1) and a second gas outlet opening (3).

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein the first gas outlet openings (1) have a hydraulic diameter in the range from 0.1 mm to 5 mm, preferably in the range from 0.3 mm to 3 mm, particularly preferably in the range from 0.5 mm to 1.0mm.

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein the first gas outlet openings (1) are each spaced apart from the pairwise corresponding second gas outlet openings (3) by an annular partition, the annular partition preferably having an annular width of 0.2 mm to 1 mm, particularly preferably im Has range from 0.4 mm to 0.7 mm, in particular in the range from 0.5 mm to 0.6 mm.

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein the second gas outlet openings (3) each form a gap, preferably an annular gap, the second gas outlet openings (3) preferably having a gap width in the range from 0.3 mm to 3 mm, particularly preferably in the range from 0.4 mm to 2 mm, in particular in the range from 0.5 mm to 1 mm.

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein the first gas outlet openings (1) are arranged to be fed through a first distribution chamber (5), and/or the second gas outlet openings (3) are arranged to be fed through a second distribution chamber (6), the first (5th ) and the second distribution chamber (6) are spaced apart from one another in the gas flow direction.

nozzle cluster after claim 7 , wherein the second distribution chamber (6) is arranged in the direction of gas flow between the first distribution chamber (5) and the first (1) and/or second gas outlet openings (3).

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein for each pair a first connecting line (2) is assigned to the first gas outlet opening (1), so that the first gas outlet opening (1) is connected to the first distribution chamber (5) by the first connecting line (2). .

nozzle cluster after claim 9 , wherein the first connecting line (2) is arranged such that it extends through the second distribution chamber (6).

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein for each pair a second connecting line (4) is assigned to the second gas outlet opening (3), so that the second gas outlet opening (3) is connected to the second distribution chamber (6) by the second connecting line (4). .

nozzle cluster after claim 11 , wherein for each pair, the first connecting line (2) passes through the corresponding second connecting line (4).

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein the first (1) and the second gas outlet opening (3) of a pair are arranged in the same plane.

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein the nozzle cluster comprises a first gas inlet (7) and/or a second gas inlet (8), the first gas inlet (7) being connected directly or indirectly via a first distribution line (7a) to the first gas outlet openings (1 ) is connected, and/or wherein the second gas inlet (8) is connected directly or indirectly to the second gas outlet openings (3) via a second distribution line.

nozzle cluster after Claim 14 , wherein the first distribution line (7a) is connected to the first gas outlet openings (1) via the first distribution chamber (5), and/or wherein the second distribution line is connected to the second gas outlet openings (3) via the second distribution chamber (6).

nozzle cluster after Claim 14 or 15 , wherein the first distribution line (7a) is designed with branches in such a way that the first distribution line (7a) is directly connected to the first gas outlet opening (1) of each pair, and/or wherein the second distribution line is designed with branches so that the second distribution line is directly connected to the second gas outlet opening (3) of each pair.

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein the nozzle cluster is formed from metal, preferably from steel, in particular from high-grade steel, and/or from ceramic.

Nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein the nozzle cluster is formed in one piece.

Burner comprising at least one nozzle cluster according to one of the preceding claims.

burner after claim 19 , wherein the first gas outlet opening (1) is provided for a gaseous fuel, preferably for hydrogen and / or process gas and / or natural gas.

burner after one of the claims 19 or 20 , wherein the second gas outlet opening (3) is provided for an oxidizing agent, preferably for air, oxygen-enriched air and / or oxygen.

burner after one of the claims 19 until 21 , additionally comprising a ceramic structure placed on the nozzle cluster, the first connecting lines (2) at least partially penetrating the ceramic structure.

burner after Claim 22 , additionally comprising a porous structure placed on the ceramic structure for carrying out combustion within the porous structure.

Gas turbine comprising one or more burners according to one of claims 19 until 23 .

Mixer comprising at least one nozzle cluster according to one of Claims 1 until 18 .

Method for producing a nozzle cluster according to one of the preceding claims, wherein the nozzle cluster is produced by additive manufacturing using 3D printing.

procedure after Claim 26 , wherein the nozzle cluster is made in one piece.

Memory product having an executable program and/or computer-readable control commands for controlling a 3D printer in order to produce a nozzle cluster according to one of the preceding claims.