DE102020216367A1

DE102020216367A1 - Burner device and heater with such a burner device

Info

Publication number: DE102020216367A1
Application number: DE102020216367.7A
Authority: DE
Inventors: Simon Dunne; Tom Collins
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-12-21
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2022-06-23

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Brennervorrichtung zu einer thermischen Verwertung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs (12a; 12b; 12c; 12d), mit zumindest einem Flammenbildungsbereich (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) und mit zumindest einer Verteilerplatte (16a; 16b; 16c; 16d; 16e), welche eine Vielzahl an Brennstoffkanälen (18a; 18b; 18c; 18d) zu einem Einlassen des Brennstoffs (12a; 12b; 12c; 12d) in den Flammenbildungsbereich (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) aufweist und welche eine Vielzahl an Luftkanälen (20a; 20b; 20c; 20d) zu einem von dem Brennstoff (12a; 12b; 12c; 12d) getrennten Einlassen von Luft (22a; 22b; 22c; 22d) in den Flammenbildungsbereich (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) umfasst.Es wird vorgeschlagen, dass die Brennervorrichtung zumindest eine Verwirbelungseinheit (24a; 24b; 24c; 24d) aufweist, welche an zumindest einem Brennstoffkanal (18a; 18b; 18c; 18d) und/oder an zumindest einem Luftkanal (20a; 20b; 20c; 20d) angeordnet ist, um zumindest den Brennstoff (12a; 12b; 12c; 12d) aus diesem Brennstoffkanal (18a; 18b; 18c; 18d) und die Luft (22a; 22b; 22c; 22d) aus diesem Luftkanal (20a; 20b; 20c; 20d) innerhalb des Flammenbildungsbereichs (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) miteinander zu verwirbeln.The invention is based on a burner device for thermal utilization of a hydrogen-containing fuel (12a; 12b; 12c; 12d), with at least one flame formation area (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) and with at least one distributor plate (16a; 16b; 16c and which a plurality of air ducts (20a; 20b; 20c; 20d) for inlet of air (22a; 22b; 22c; 22d) separated from the fuel (12a; 12b; 12c; 12d) into the flame formation region (14a; 14b; 14c ; 14d; 14e).It is proposed that the burner device has at least one turbulence unit (24a; 24b; 24c; 24d) which is attached to at least one fuel duct (18a; 18b; 18c; 18d) and/or to at least one air duct ( 20a; 20b; 20c; 20d) is arranged to at least the fuel (12a; 12b; 12c; 12d) from di this fuel channel (18a; 18b; 18c; 18d) and the air (22a; 22b; 22c; 22d) from this air duct (20a; 20b; 20c; 20d) within the flame formation area (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) to swirl together.

Description

Stand der TechnikState of the art

In der US 3,806,307 A ist bereits eine Brennervorrichtung zu einer thermischen Verwertung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs, mit zumindest einem Flammenbildungsbereich und mit zumindest einer Verteilerplatte, welche eine Vielzahl an Brennstoffkanälen zu einem Einlassen des Brennstoffs in den Flammenbildungsbereich aufweist und welche eine Vielzahl an Luftkanälen zu einem von dem Brennstoff getrennten Einlassen von Luft in den Flammenbildungsbereich umfasst, vorgeschlagen worden.In the US 3,806,307A is already a burner device for thermal utilization of a hydrogen-containing fuel, with at least one flame formation area and with at least one distributor plate, which has a large number of fuel ducts for admitting the fuel into the flame formation area and which has a large number of air ducts for letting in separate from the fuel Includes air in the flaming region has been proposed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die Erfindung geht aus von einer Brennervorrichtung zu einer thermischen Verwertung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs, mit zumindest einem Flammenbildungsbereich und mit zumindest einer Verteilerplatte, welche eine Vielzahl an Brennstoffkanälen zu einem Einlassen des Brennstoffs in den Flammenbildungsbereich aufweist und welche eine Vielzahl an Luftkanälen zu einem von dem Brennstoff getrennten Einlassen von Luft in den Flammenbildungsbereich umfasst.The invention is based on a burner device for thermal utilization of a hydrogen-containing fuel, with at least one flame formation area and with at least one distributor plate, which has a large number of fuel ducts for admitting the fuel into the flame formation area and which has a large number of air ducts for one of the fuel separately admitting air into the flame formation area.

Es wird vorgeschlagen, dass die Brennervorrichtung zumindest eine Verwirbelungseinheit umfasst, welche an zumindest einem der Brennstoffkanäle und/oder an zumindest einem der Luftkanäle angeordnet ist, um zumindest den Brennstoff aus diesem Brennstoffkanal und die Luft aus diesem Luftkanal innerhalb des Flammenbildungsbereichs miteinander zu verwirbeln. Bevorzugt weist der Brennstoff als Energieträger, insbesondere im Sinne einer thermischen Verwertbarkeit, ausschließlich Wasserstoff auf. Alternativ umfasst der Brennstoff einen Kohlenwasserstoffanteil und ist insbesondere als Kohlenwasserstoff-Wasserstoff-Gemisch ausgebildet. Optional umfasst der Brennstoff weitere, insbesondere inerte, Bestandteile. Der wasserstoffhaltige Brennstoff umfasst insbesondere einen Wasserstoffanteil von zumindest 15 %, bevorzugt von mehr als 45 %, besonders bevorzugt von mehr als 75 %, insbesondere von mehr als 95 %, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Brennstoffs. Insbesondere ist der Brennstoff zumindest während der thermischen Verwertung gasförmig. Die Luft ist insbesondere als Umgebungsluft ausgebildet, insbesondere welche zu der thermischen Verwertung von der Brennervorrichtung angesaugt wird. Alternativ ist die Luft als sauerstoffhaltiges Industriegas, insbesondere reiner Sauerstoff, ausgebildet.It is proposed that the burner device comprises at least one swirling unit, which is arranged on at least one of the fuel channels and/or on at least one of the air channels in order to swirl at least the fuel from this fuel channel and the air from this air channel together within the flame formation area. The fuel preferably contains exclusively hydrogen as the energy carrier, in particular in the sense of being thermally usable. Alternatively, the fuel includes a hydrocarbon component and is designed in particular as a hydrocarbon-hydrogen mixture. Optionally, the fuel includes other, in particular inert, components. The hydrogen-containing fuel includes in particular a hydrogen content of at least 15%, preferably more than 45%, particularly preferably more than 75%, in particular more than 95%, based on a total volume of the fuel. In particular, the fuel is gaseous at least during thermal utilization. The air is in particular in the form of ambient air, in particular which is sucked in by the burner device for thermal utilization. Alternatively, the air is in the form of an industrial gas containing oxygen, in particular pure oxygen.

Die Brennervorrichtung ist insbesondere zu einer Anordnung in einer Brennkammer eines Erhitzers, insbesondere eines Durchlauferhitzers, vorgesehen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Insbesondere begrenzt die Verteilerplatte den Flammenbildungsbereich, insbesondere in zumindest eine Richtung. Insbesondere trennt die Verteilerplatte den Flammenbildungsbereich von einem Luftzufuhrbereich der Brennervorrichtung. Die Verteilerplatte weist insbesondere zwei zumindest im Wesentlichen parallele größte Außenflächen auf, von denen eine dem Flammenbildungsbereich und eine dem Luftzufuhrbereich zugewandt ist. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Insbesondere ist ein maximaler Abstand zwischen den beiden größten Außenflächen kleiner, insbesondere zumindest mehr als fünfmal, bevorzugt mehr als zehnmal kleiner, als eine maximale Erstreckung der größten Außenflächen. Die größten Außenflächen können eben ausgebildet sein oder eine Krümmung aufweisen. Beispielsweise weist die Verteilerplatte die Form eines Quaders, eines Halbzylinders, einer Halbkugel oder dergleichen auf. Die Verteilerplatte ist insbesondere dazu vorgesehen, den Brennstoff und die Luft in dem Flammenbildungsbereich, insbesondere gleichmäßig, zu verteilen. Vorzugsweise weist die Verteilerplatte gleichviele oder mehr Luftkanäle wie/als Brennstoffkanäle auf. Insbesondere ist jedem Brennstoffkanal zumindest einer der Luftkanäle zugeordnet. Insbesondere bilden je ein Brennstoffkanal und zumindest je ein Luftkanal eine Kanaleinheit. Insbesondere ist ein Abstand zwischen dem Brennstoffkanal und dem Luftkanal derselben Kanaleinheit kleiner als ein Abstand zu der nächsten Kanaleinheit.The burner device is intended in particular for an arrangement in a combustion chamber of a heater, in particular a continuous-flow heater. “Provided” is to be understood in particular as being specially designed and/or specially equipped. The fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state. In particular, the distributor plate delimits the flame formation area, in particular in at least one direction. In particular, the distributor plate separates the flame formation area from an air supply area of the burner device. In particular, the distributor plate has two at least essentially parallel largest outer surfaces, one of which faces the flame formation area and one of which faces the air supply area. “Substantially parallel” is to be understood here in particular as an orientation of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, with the direction relative to the reference direction deviating in particular by less than 8°, advantageously less than 5° and particularly advantageously less than 2°. In particular, a maximum distance between the two largest outer surfaces is smaller, in particular at least more than five times, preferably more than ten times smaller, than a maximum extension of the largest outer surfaces. The largest outer surfaces can be flat or have a curvature. For example, the distributor plate has the shape of a cuboid, a semi-cylinder, a semi-sphere or the like. The distributor plate is intended in particular to distribute the fuel and the air in the flame formation area, in particular evenly. The distributor plate preferably has as many or more air channels as/than fuel channels. In particular, at least one of the air channels is assigned to each fuel channel. In particular, one fuel duct and at least one air duct each form a duct unit. In particular, a distance between the fuel channel and the air channel of the same channel unit is smaller than a distance to the next channel unit.

Die Verteilerplatte weist vorzugsweise einen Hohlraum auf. Die Verteilerplatte umfasst insbesondere eine Brennerteilplatte, welche die dem Flammenbildungsbereich zugewandte Außenfläche der Verteilerplatte ausbildet. Die Verteilerplatte umfasst insbesondere eine Versorgungsteilplatte, welche die dem Luftzufuhrbereich zugewandte Außenfläche der Verteilerplatte ausbildet. Insbesondere begrenzen die Brennerteilplatte und die Versorgungsteilplatte den Hohlraum der Verteilerplatte. Die Brennstoffkanäle durchdringen vorzugsweise nur die Brennerteilplatte und insbesondere nicht die Versorgungsteilplatte. Insbesondere führen die Brennstoffkanäle den Brennstoff von dem Hohlraum in den Flammenbildungsbereich. Die Luftkanäle durchdringen vorzugsweise die Brennerteilplatte und die Versorgungsteilplatte. Insbesondere führen die Luftkanäle die Luft von dem Luftversorgungsbereich in den Flammenbildungsbereich. Besonders bevorzugt umfasst die Kanaleinheit einen gemeinsamen Mündungsbereich an der Brennerteilplatte, in welchen der Luftkanal und der Brennstoffkanal dieser Kanaleinheit gemeinsam münden. Die Brennervorrichtung ist insbesondere zu einer Bildung und Versorgung zumindest einer Diffusionsflamme, insbesondere einer Vielzahl von Diffusionsflammen, vorgesehen.The distributor plate preferably has a cavity. The distributor plate comprises in particular a burner part plate which forms the outer surface of the distributor plate facing the flame formation area. In particular, the distributor plate comprises a partial supply plate, which forms the outer surface of the distributor plate facing the air supply area. In particular, the burner part plate and the supply part plate delimit the cavity of the distributor plate. The fuel channels preferably penetrate only the burner part plate and in particular not the supply part plate. In particular, the fuel passages guide the fuel from the cavity into the flame formation area. Through the air ducts gene preferably the burner sub-plate and the supply sub-plate. In particular, the air ducts lead the air from the air supply area into the flame formation area. The duct unit particularly preferably comprises a common opening region on the burner part plate, into which the air duct and the fuel duct of this duct unit jointly open. The burner device is provided in particular to form and supply at least one diffusion flame, in particular a large number of diffusion flames.

Insbesondere weist die Verwirbelungseinheit zumindest ein Verwirbelungselement auf. Bevorzugt weist die Verwirbelungseinheit eine Vielzahl, insbesondere baugleicher, Verwirbelungselemente auf. Besonders bevorzugt weist die Verwirbelungseinheit für jeden Brennstoffkanal zumindest ein Verwirbelungselement auf. Insbesondere ist jeder Kanaleinheit der Verteilerplatte ein Verwirbelungselement der Verwirbelungseinheit zugeordnet. Das Kanalelement kann strömungstechnisch vor, in und/oder nach dem Brennstoffkanal und/oder dem Luftkanal angeordnet sein. Bevorzugt ist das Verwirbelungselement an dem gemeinsamen Mündungsbereich des Luftkanals und des Brennstoffkanals angeordnet. Die Verwirbelungseinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, die Luft und den Brennstoff innerhalb des Flammenbildungsbereichs miteinander zu vermischen. Eine Kanalachse, insbesondere eine Kanalmittenachse, des Brennstoffkanals und/oder des Luftkanals verläuft vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu den größten Außenflächen. Insbesondere gibt die Kanalachse eine mittlere Hauptströmungsrichtung der Luft und/oder des Brennstoffs durch die Verteilerplatte vor. Insbesondere ist die Verwirbelungseinheit dazu vorgesehen, den Brennstoff und/oder die Luft mit einer Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur der Kanalachse zu beaufschlagen. Optional ist die Verwirbelungseinheit dazu vorgesehen, einen Wirbel des Brennstoffs und/oder der Luft um die Kanallängsachse herum oder eine Wirbelstraße des Brennstoffs und/oder der Luft entlang der Kanalachse zu erzeugen. Das Verwirbelungselement kann während eines Betriebs der Brennervorrichtung in direktem Kontakt mit dem Brennstoff, mit der Luft oder beidem stehen. Eine Verwirbelung des Brennstoffs/der Luft kann insbesondere mittelbar über eine Verwirbelung der Luft/des Brennstoffs mit der Verwirbelungseinheit erfolgen oder unmittelbar mittels der Verwirbelungseinheit erfolgen.In particular, the turbulence unit has at least one turbulence element. The turbulence unit preferably has a large number of turbulence elements, in particular structurally identical ones. The turbulence unit particularly preferably has at least one turbulence element for each fuel channel. In particular, a turbulence element of the turbulence unit is assigned to each channel unit of the distributor plate. In terms of flow, the channel element can be arranged before, in and/or after the fuel channel and/or the air channel. The turbulence element is preferably arranged at the common opening region of the air duct and the fuel duct. The turbulence unit is intended in particular to mix the air and the fuel with one another within the flame formation area. A channel axis, in particular a central channel axis, of the fuel channel and/or the air channel preferably runs at least essentially perpendicular to the largest outer surfaces. In particular, the channel axis specifies an average main flow direction of the air and/or the fuel through the distributor plate. In particular, the turbulence unit is intended to impinge on the fuel and/or the air with a velocity component perpendicular to the channel axis. The turbulence unit is optionally provided to generate a turbulence of the fuel and/or the air around the longitudinal axis of the duct or a turbulence street of the fuel and/or the air along the axis of the duct. The swirler may be in direct contact with the fuel, the air, or both during operation of the combustor. A turbulence of the fuel/the air can in particular take place indirectly via a turbulence of the air/the fuel with the turbulence unit or directly by means of the turbulence unit.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Brennervorrichtung kann insbesondere ein vorteilhaft hohes Sauerstoff-zu-Wasserstoff-Verhältnis in dem Flammenbildungsbereich zur Bildung einer Diffusionsflamme erreicht werden. insbesondere können vorteilhaft günstige Voraussetzungen für eine vollständige Umsetzung des wasserstoffhaltigen Brennstoffs während der thermischen Verwertung erzielt werden. Ferner kann eine während der thermischen Verwertung erzeugte Menge von Stickoxiden vorteilhaft gering gehalten werden. Darüber hinaus kann eine Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffs innerhalb des Flammenbildungsbereichs vorteilhaft gering gehalten werden. Insbesondere kann ein Risiko eines Abhebens einer von dem Brennstoff gespeisten Flammen von der Verteilerplatte vorteilhaft gering gehalten werden. Weiterhin kann ein Risiko eines Rückschlags der Flamme durch die Verteilerplatte hindurch vorteilhaft gering gehalten werden.The configuration of the burner device according to the invention makes it possible in particular to achieve an advantageously high oxygen-to-hydrogen ratio in the flame formation area for the formation of a diffusion flame. in particular, advantageous conditions can be achieved for complete conversion of the hydrogen-containing fuel during thermal utilization. Furthermore, an amount of nitrogen oxides generated during thermal utilization can advantageously be kept low. In addition, a flow speed of the fuel within the flame formation area can advantageously be kept low. In particular, the risk of a flame fed by the fuel lifting off the distributor plate can advantageously be kept low. Furthermore, a risk of the flame flashing back through the distributor plate can advantageously be kept low.

Weiter wird vorgeschlagen, dass zumindest je einer der Luftkanäle und/oder zumindest je einer der Brennstoffkanäle konzentrisch mit dem zumindest einen Verwirbelungselement angeordnet sind/ist. Insbesondere verläuft die Kanalachse durch das Verwirbelungselement. Vorzugsweise sind der Luftkanal und der Brennstoffkanal, insbesondere derselben Kanaleinheit, konzentrisch angeordnet. Besonders bevorzugt umgibt der Brennstoffkanal den Luftkanal in einer Ebene senkrecht zu der Kanalachse. Insbesondere weist der Brennstoffkanal einen ringförmigen Querschnitt senkrecht zur Kanalachse auf. Insbesondere trennt eine Zwischenkanalwand, welche insbesondere von der Versorgungsteilplatte ausgebildet wird oder stoffschlüssig mit dieser verbunden ist, den Brennstoffkanal und den Luftkanal voneinander. Insbesondere verläuft die Kanalachse durch einen geometrischen Schwerpunkt des Luftkanals. Insbesondere verläuft die Kanalachse durch einen geometrischen Schwerpunkt des Brennstoffkanals. Insbesondere verläuft die Kanalachse durch einen geometrischen Schwerpunkt des Verwirbelungselements. Bevorzugt ist der Luftkanal, der Brennstoffkanal und/oder das Verwirbelungselement drehsymmetrisch, insbesondere rotationsymmetrisch, bezüglich der Kanalachse angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft gleichmäßige Verteilung des Brennstoffs und der Luft erreicht werden. Insbesondere können Teilvolumen in dem Flammenbildungsbereich mit überschüssigem Brennstoff vorteilhaft klein gehalten werden.It is further proposed that at least one of the air ducts and/or at least one of the fuel ducts is/are arranged concentrically with the at least one turbulence element. In particular, the channel axis runs through the turbulence element. The air duct and the fuel duct, in particular of the same duct unit, are preferably arranged concentrically. The fuel channel particularly preferably surrounds the air channel in a plane perpendicular to the channel axis. In particular, the fuel channel has an annular cross section perpendicular to the channel axis. In particular, an intermediate channel wall, which is formed in particular by the supply part plate or is materially connected to it, separates the fuel channel and the air channel from one another. In particular, the duct axis runs through a geometric center of gravity of the air duct. In particular, the channel axis runs through a geometric center of gravity of the fuel channel. In particular, the channel axis runs through a geometric center of gravity of the turbulence element. The air duct, the fuel duct and/or the turbulence element is preferably arranged rotationally symmetrically, in particular rotationally symmetrically, with respect to the duct axis. The configuration according to the invention makes it possible to achieve an advantageously uniform distribution of the fuel and the air. In particular, partial volumes in the flame formation area with excess fuel can advantageously be kept small.

Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Luftaustrittsfläche der Luftkanäle parallel zu einer dem Flammenbildungsbereich zugewandten Außenfläche der Verteilerplatte größer ist als eine dazu parallele Brennstoffaustrittsfläche der Brennstoffkanäle. Insbesondere sind die Luftaustrittsfläche und die Brennstoffaustrittsfläche an einem Ende der Zwischenkanalwand entlang der Kanalachse angeordnet. Die Luftaustrittsfläche und die Brennstoffaustrittsfläche können in einer Ebene mit der dem Flammenbildungsbereich zugewandten größten Außenfläche der Verteilerplatte angeordnet sein oder gegen diese in ein Inneres der Verteilerplatte zurückversetzt angeordnet sein, insbesondere um den gemeinsamen Mündungsbereich zu bilden. Der gemeinsame Mündungsbereich weist insbesondere die gleiche maximale Quererstreckung senkrecht zur Kanalachse wie der Brennstoffkanal auf. Vorzugsweise ist eine maximale Querstreckung des Brennstoffkanals senkrecht zur Kanalachse kleiner als 140 %, insbesondere kleiner als 130 %, besonders bevorzugt kleiner als 125 %, einer dazu parallelen maximalen Quererstreckung des Luftkanals. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann das Sauerstoff zu Wasserstoff Verhältnis vorteilhaft groß gehalten werden. Insbesondere kann eine vollständige Umsetzung des Wasserstoffs auch ohne Sekundärluft erreicht werden.Furthermore, it is proposed that an air exit surface of the air ducts parallel to an outer surface of the distributor plate facing the flame formation area is larger than a fuel exit surface of the fuel ducts parallel thereto. In particular, the air outlet surface and the fuel outlet surface are arranged at one end of the intermediate duct wall along the duct axis. The air outlet surface and the fuel outlet surface can be arranged in one plane with the largest outer surface of the distributor plate facing the flame formation area or against this in an interior of the distributor plate be set back, in particular to form the common mouth area. In particular, the common mouth region has the same maximum transverse extension perpendicular to the channel axis as the fuel channel. A maximum transverse extent of the fuel channel perpendicular to the channel axis is preferably less than 140%, in particular less than 130%, particularly preferably less than 125%, of a maximum transverse extent of the air channel parallel thereto. Due to the configuration according to the invention, the oxygen to hydrogen ratio can advantageously be kept high. In particular, complete conversion of the hydrogen can also be achieved without secondary air.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Verwirbelungseinheit zumindest ein, insbesondere das bereits genannte, Verwirbelungselement umfasst, welches zumindest teilweise innerhalb der Verteilerplatte angeordnet ist. Unter „innerhalb der Verteilerplatte“ soll insbesondere innerhalb eines gedachten konvexen Hüllkörpers, insbesondere eines Quaders, eines Halbzylinders oder einer Halbkugel, mit der kleinstmöglichen Oberfläche verstanden werden, welcher die Verteilerplatte gerade vollständig umgibt. Insbesondere ragt das Verwirbelungselement in den Luftkanal hinein oder den gemeinsamen Mündungsbereich hinein oder ist vollständig dort angeordnet. Optional ragt ein Teilvolumen des Verwirbelungselements über eine der größten Außenflächen der Verteilerplatte hinaus. Alternativ ist das Verwirbelungselement außerhalb der Verteilerplatte, insbesondere ohne Überlapp mit dem Hüllkörper, angeordnet. Vorzugsweise ist ein Abstand des Verwirbelungselements von der Luftaustrittsöffnung und/oder von der dem Flammbildungsbereich oder dem Luftversorgungsbereich zugewandten größten Außenfläche der Verteilerplatte, kleiner als das Doppelte der maximalen Quererstreckung des Luftkanals, bevorzugt kleiner als die maximale Quererstreckung des Luftkanals, besonders bevorzugt kleiner als die Hälfte der maximalen Quererstreckung des Luftkanals. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Verteilerplatte vorteilhaft als Gegenstück zu der Verwirbelungseinheit genutzt werden. Insbesondere kann ein Risiko einer laminaren Ausweichströmung des Brennstoffs und der Luft vorteilhaft gering gehalten werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft effektive Verwirbelung der Luft und des Brennstoffs erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the turbulence unit comprises at least one turbulence element, in particular the turbulence element already mentioned, which is arranged at least partially inside the distributor plate. “Within the distributor plate” is to be understood in particular within an imaginary convex enveloping body, in particular a cuboid, a semi-cylinder or a hemisphere, with the smallest possible surface, which just completely surrounds the distributor plate. In particular, the turbulence element protrudes into the air duct or into the common mouth area or is arranged there completely. Optionally, a partial volume of the turbulence element protrudes beyond one of the largest outer surfaces of the distributor plate. Alternatively, the turbulence element is arranged outside of the distributor plate, in particular without overlapping with the enveloping body. A distance of the turbulence element from the air outlet opening and/or from the largest outer surface of the distributor plate facing the flame formation area or the air supply area is preferably less than twice the maximum transverse extent of the air duct, preferably less than the maximum transverse extent of the air duct, particularly preferably less than half the maximum transverse extent of the air duct. Due to the configuration according to the invention, the distributor plate can advantageously be used as a counterpart to the turbulence unit. In particular, a risk of a laminar alternative flow of the fuel and the air can advantageously be kept low. In particular, an advantageously effective swirling of the air and the fuel can be achieved.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Verwirbelungseinheit als Verwirbelungselement zumindest einen Prallkörper umfasst, der an dem Luftkanal und/oder dem Brennstoffkanal angeordnet ist. Insbesondere ist der Prallkörper zu einem Strömungsabriss der Luft und/oder des Brennstoffs von dem Prallkörper vorgesehen. Vorzugsweise schneidet die Kanalachse den Prallkörper. Insbesondere blockiert der Prallkörper einen Strömungspfad der Luft oder des Brennstoffs in einer zur Kanalachse parallelen Richtung. Vorzugsweise ist eine maximale Quererstreckung des Prallkörpers senkrecht zur Kanalachse größer als eine maximale Längserstreckung des Prallkörpers parallel zur Kanalachse. Insbesondere ist der Prallkörper scheibenförmig, insbesondere kreisscheibenförmig, ausgebildet. Vorzugsweise ist eine Hauptträgheitsachse des Prallkörpers zumindest im Wesentlichen parallel, insbesondere identisch, mit der Kanalachse. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Brennervorrichtung mit vorteilhaft wenig Aufwand hergestellt werden. Insbesondere kann ein Aufwand für eine Montage der Brennervorrichtung vorteilhaft klein gehalten werden.Furthermore, it is proposed that the turbulence unit comprises at least one impact body as the turbulence element, which is arranged on the air duct and/or the fuel duct. In particular, the impact body is provided for a flow separation of the air and/or the fuel from the impact body. Preferably, the channel axis intersects the impact body. In particular, the impact body blocks a flow path of the air or the fuel in a direction parallel to the channel axis. A maximum transverse extent of the impact body perpendicular to the axis of the channel is preferably greater than a maximum longitudinal extent of the impact body parallel to the axis of the channel. In particular, the impact body is disk-shaped, in particular circular disk-shaped. A main axis of inertia of the impact body is preferably at least essentially parallel, in particular identical, to the channel axis. Due to the configuration according to the invention, the burner device can advantageously be produced with little effort. In particular, the effort involved in assembling the burner device can advantageously be kept small.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Verwirbelungseinheit zumindest ein, insbesondere das bereits genannte, Verwirbelungselement mit einer Haupterstreckungsebene aufweist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Kanalachse desjenigen Luftkanals und/oder desjenigen Brennstoffkanal verläuft, an dem das Verwirbelungselement angeordnet ist. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Optional verläuft eine der Verteilerplatte zugewandte Außenfläche des Verwirbelungselements zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Kanalachse. Alternativ weist die der Verteilerplatte zugewandte Außenfläche des Verwirbelungselements eine konvexe oder konkave Krümmung auf. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein vorteilhaft großer Anteil eines Luftstroms und/oder Brennstoffstroms verwirbelt werden.In addition, it is proposed that the turbulence unit has at least one turbulence element, in particular the aforementioned turbulence element, with a main extension plane that runs at least essentially perpendicular to a duct axis of the air duct and/or the fuel duct on which the turbulence element is arranged. A “main extension plane” of a structural unit is to be understood in particular as a plane which is parallel to a largest side surface of an imaginary cuboid which just completely encloses the structural unit and in particular runs through the center point of the cuboid. Optionally, an outer surface of the turbulence element facing the distributor plate runs at least substantially perpendicularly to the channel axis. Alternatively, the outer surface of the turbulence element facing the distributor plate has a convex or concave curvature. As a result of the design according to the invention, an advantageously large proportion of an air flow and/or fuel flow can be swirled.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Verwirbelungseinheit als Verwirbelungselemente zumindest zwei Umlenkelemente umfasst, welche zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine, insbesondere die bereits genannte, Kanalachse eines der Luftkanäle und/oder eines der Brennstoffkanäle angeordnet sind. Vorzugsweise weist eine Gesamtheit der Umlenkelemente, welche an demselben Brennstoffkanal und/oder an demselben Luftkanal angeordnet sind, eine Haupterstreckungsebene auf, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Kanalachse verläuft. Eine jeweilige Haupterstreckungsebene der Umlenkelemente verläuft vorzugsweise quer, insbesondere unter einem spitzen Winkel, bevorzugt unter einem Winkel zwischen 20° und 70°, besonders bevorzugt unter einem Winkel zwischen 30° und 60°, zu den größten Außenflächen der Verteilerplatte. Die Umlenkelemente können als Plättchen, als Lamellen, als Rippen, als Leitschaufeln oder dergleichen ausgebildet sein. Vorzugsweise sind pro Kanaleinheit zumindest drei, insbesondere zumindest vier Umlenkelemente, an der jeweiligen Kanaleinheit angeordnet. Besonders bevorzugt sind zumindest die Umlenkelemente, die an derselben Kanaleinheit angeordnet sind, baugleich ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann während eines Betriebs der Brennervorrichtung vorteilhaft ein Wirbel aus dem Brennstoff und der Luft um die Kanalachse herum erzielt werden. Insbesondere kann ein Risiko eines Abhebens der Flamme von der Verteilereinheit vorteilhaft gering gehalten werden.It is also proposed that the turbulence unit comprises at least two deflection elements as turbulence elements, which are arranged at least essentially rotationally symmetrically around a channel axis, in particular the already mentioned channel axis, of one of the air channels and/or one of the fuel channels. A total of the deflection elements, which are arranged on the same fuel duct and/or on the same air duct, preferably has a main extension plane which runs at least essentially perpendicularly to the duct axis. A respective main extension plane of the deflection elements preferably runs transversely, in particular at an acute angle, preferably at an angle between 20° and 70°, particularly preferably at an angle between 30° and 60°, to the largest outer surfaces of the distributor plate. The deflection elements can be used as platelets, as lamellae, as a rip pen, be designed as guide vanes or the like. At least three, in particular at least four, deflection elements are preferably arranged on the respective channel unit for each channel unit. Particularly preferably, at least the deflection elements that are arranged on the same channel unit are of identical design. Due to the configuration according to the invention, a turbulence of the fuel and the air around the channel axis can advantageously be achieved during operation of the burner device. In particular, a risk of the flame lifting off the distributor unit can advantageously be kept low.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Verwirbelungseinheit als Verwirbelungselement zumindest eine Spirale umfasst, welche in einem der Luftkanäle und/oder einem der Brennstoffkanäle angeordnet ist. Bevorzugt ist die Spirale als Schraube ausgebildet. Alternativ ist die Spirale als konische Spirale ausgebildet. Insbesondere umfasst die Spirale zumindest eine Schraubfläche zu einer Führung des Brennstoffs und/oder der Luft auf einer spiralförmigen Bahn. Die Spirale ist vorzugweise mehrgängig, insbesondere zweigängig, dreigängig oder viergängig, ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann während eines Betriebs der Brennervorrichtung vorteilhaft ein Wirbel aus dem Brennstoff und der Luft um die Kanalachse herum erzielt werden. Insbesondere kann ein Risiko eines Abhebens der Flamme von der Verteilereinheit vorteilhaft gering gehalten werden.It is also proposed that the turbulence unit comprises at least one spiral as the turbulence element, which is arranged in one of the air ducts and/or one of the fuel ducts. The spiral is preferably designed as a screw. Alternatively, the spiral is designed as a conical spiral. In particular, the spiral comprises at least one screw surface for guiding the fuel and/or the air on a spiral path. The spiral is preferably multi-threaded, in particular two-threaded, three-threaded or four-threaded. Due to the configuration according to the invention, a turbulence of the fuel and the air around the channel axis can advantageously be achieved during operation of the burner device. In particular, a risk of the flame lifting off the distributor unit can advantageously be kept low.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Verwirbelungseinheit zumindest eine gasdurchlässige Verwirbelungsschicht umfasst, welche die Verteilerplatte auf der dem Flammenbildungsbereich zugewandten Seite zumindest teilweise bedeckt. Insbesondere erstreckt sich die Verwirbelungsschicht über mehrere, insbesondere alle, Luftkanäle und Brennstoffkanäle hinweg. Alternativ weist die Verwirbelungsschicht mehrere Bahnen auf, die jeweils einen anderen Teil der Verteilerplatte bedecken. Alternativ weist jede Kanaleinheit eine eigene Verwirbelungsteilschicht auf. Optional ist die Verwirbelungsteilschicht in dem gemeinsamen Mündungsbereich angeordnet, insbesondere bündig mit der größten Außenfläche der Verteilerplatten. Vorzugsweise bedeckt die Verwirbelungsschicht den Luftkanal und den Brennstoffkanal vollständig. Die Verwirbelungsschicht kann einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Die Verwirbelungsschicht weist insbesondere eine Vielzahl an Durchlasspfaden zu einem Durchlass des Brennstoffs und der Luft auf, die insbesondere von Öffnungen, Poren, Maschen, Materialzwischenräumen oder dergleichen, insbesondere unregelmäßig und zufällig, gebildet werden. Vorzugsweise ist eine durchschnittliche Öffnungsweite der Durchlasspfade zumindest zehnmal, bevorzugt zumindest zwanzigmal, besonders bevorzugt zumindest fünfzigmal, kleiner als die maximale Quererstreckung des Brennstoffkanals. Die Verwirbelungsschicht kann als separates, insbesondere folienförmiges, Bauteil ausgebildet sein oder stoffschlüssig mit der Verteilerplatte, insbesondere der Brennerteilplatte, verbunden sein. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Brennervorrichtung vorteilhaft einfach hergestellt werden. Darüber hinaus kann eine Umsetzung des Brennstoffs teilweise bereits in der Verwirbelungsschicht stattfinden. Insbesondere kann die Verwirbelungsschicht einen Teil der durch die Umsetzung des Brennstoffs freiwerdenden Wärmeenergie aufnehmen und insbesondere über Wärmestrahlung abgeben. Insbesondere kann eine vorteilhaft geringe Flammentemperatur erreicht werden. Insbesondere kann eine Stickoxidbildung vorteilhaft gering gehalten werden.Furthermore, it is proposed that the turbulence unit comprises at least one gas-permeable turbulence layer, which at least partially covers the distributor plate on the side facing the flame formation area. In particular, the fluidization layer extends over several, in particular all, air ducts and fuel ducts. Alternatively, the turbulence layer has multiple panels, each covering a different portion of the diffuser plate. Alternatively, each duct unit has its own turbulence sub-layer. Optionally, the turbulence sub-layer is arranged in the common mouth area, in particular flush with the largest outer surface of the distributor plates. Preferably, the fluidization layer completely covers the air passage and the fuel passage. The turbulence layer can have a single layer or multiple layers. The turbulence layer has, in particular, a large number of passage paths to a passage for the fuel and the air, which are formed in particular by openings, pores, meshes, material gaps or the like, in particular in an irregular and random manner. An average opening width of the passage paths is preferably at least ten times, preferably at least twenty times, particularly preferably at least fifty times smaller than the maximum transverse extension of the fuel channel. The turbulence layer can be embodied as a separate component, in particular in the form of a film, or it can be integrally connected to the distributor plate, in particular to the partial burner plate. Due to the configuration according to the invention, the burner device can advantageously be manufactured in a simple manner. In addition, conversion of the fuel can already partially take place in the fluidized layer. In particular, the turbulence layer can absorb part of the thermal energy released by the conversion of the fuel and, in particular, emit it via thermal radiation. In particular, an advantageously low flame temperature can be achieved. In particular, the formation of nitrogen oxides can advantageously be kept low.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Verwirbelungsschicht aus einem Fasermaterial gefertigt ist. Das Fasermaterial kann als loses, insbesondere vliesartiges, Gefüge oder als verkettetes Gefüge, insbesondere als Gewebe, Gestrick, Gewirk, Geflecht oder dergleichen, zu der Verwirbelungsschicht verarbeitet sein. Vorzugsweise ist das Fasermaterial hitzebeständig bis zumindest 2300°C, bevorzugt bis zumindest 2700°C, bevorzugt bis zumindest 3100°C. Bevorzugt ist das Fasermaterial aus einem Metall, insbesondere einer Stahllegierung, gefertigt. Alternativ ist die Verwirbelungsschicht aus einer porösen Keramik oder einem porösen Metall-Keramik-Verbundwerkstoff gefertigt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann insbesondere gleichzeitig eine vorteilhaft hohe Gasdurchlässigkeit und eine vorteilhaft hohe Verwirbelung erreicht werden.It is further proposed that the turbulence layer is made from a fiber material. The fiber material can be processed into the turbulence layer as a loose, in particular fleece-like, structure or as an interlinked structure, in particular as a woven fabric, knitted fabric, warp-knitted fabric, braided fabric or the like. The fiber material is preferably heat-resistant up to at least 2300°C, preferably up to at least 2700°C, preferably up to at least 3100°C. The fiber material is preferably made of a metal, in particular a steel alloy. Alternatively, the turbulation layer is made of a porous ceramic or a porous metal-ceramic composite. The configuration according to the invention makes it possible in particular to achieve an advantageously high gas permeability and an advantageously high turbulence at the same time.

Darüber hinaus wird ein Erhitzer, insbesondere ein Durchlauferhitzer, mit einer erfindungsgemäßen Brennervorrichtung und mit zumindest einem Wärmeübertrager vorgeschlagen. Der Wärmeübertrager ist insbesondere dazu vorgesehen, eine bei einer Umsetzung des Brennstoffs und der Luft freiwerdende Wärmeenergie auf einen Wärmeträger, beispielsweise Wasser oder Luft, zu übertragen. Insbesondere umfasst der Erhitzer eine Brennkammer, welche insbesondere den Flammenbildungsbereich begrenzt. Vorzugsweise ist die Brennervorrichtung in der Brennkammer angeordnet. Vorzugsweise ist der Wärmeübertrager in der Brennkammer angeordnet, insbesondere in einem Abzugsbereich eines bei der thermischen Verwertung des Brennstoffs entstehenden Abgases. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein vorteilhaft zuverlässiger Erhitzer für eine thermische Verwertung von Wasserstoff zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere kann ein Erhitzer mit einer vorteilhaft geringen Stickoxidbildung während eines Betriebs des Erhitzers bereitgestellt werden.In addition, a heater, in particular a flow heater, with a burner device according to the invention and with at least one heat exchanger is proposed. The heat exchanger is provided, in particular, to transfer thermal energy released when the fuel and the air are converted to a heat carrier, for example water or air. In particular, the heater includes a combustion chamber, which in particular delimits the flame formation area. The burner device is preferably arranged in the combustion chamber. The heat exchanger is preferably arranged in the combustion chamber, in particular in an extraction area of an exhaust gas produced during the thermal utilization of the fuel. The configuration according to the invention makes it possible to provide an advantageously reliable heater for thermal utilization of hydrogen. In particular, a heater with an advantageously low formation of nitrogen oxides during operation of the heater can be provided.

Die erfindungsgemäße Brennervorrichtung und/oder der erfindungsgemäße Erhitzer sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Brennervorrichtung und/oder der erfindungsgemäße Erhitzer zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The burner device according to the invention and/or the heater according to the invention should/should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the burner device according to the invention and/or the heater according to the invention can/can have a number of individual elements, components and units that differs from a number specified here in order to fulfill a function described herein. In addition, in the value ranges specified in this disclosure, values lying within the specified limits should also be considered disclosed and can be used as desired.

Zeichnungendrawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following description of the drawings. Five exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Erhitzers mit einer erfindungsgemäßen Brennervorrichtung,
2 eine schematische Darstellung einer Verwirbelungseinheit der erfindungsgemäßen Brennervorrichtung, welche einen Prallkörper umfasst,
3 eine schematische Darstellung einer Verwirbelungseinheit einer alternativen erfindungsgemäßen Brennervorrichtung, welche Umlenkelemente umfasst,
4 eine schematische Darstellung einer Verwirbelungseinheit einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Brennervorrichtung, welche eine Spirale aufweist,
5 eine schematische Darstellung einer Verwirbelungseinheit einer anderen alternativen erfindungsgemäßen Brennervorrichtung, welche eine Verwirbelungsschicht aufweist, und
6 eine schematische Darstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Erhitzers.

Show it:

1 a schematic representation of a heater according to the invention with a burner device according to the invention,
2 a schematic representation of a turbulence unit of the burner device according to the invention, which comprises an impact body,
3 a schematic representation of a turbulence unit of an alternative burner device according to the invention, which includes deflection elements,
4 a schematic representation of a swirling unit of a further alternative burner device according to the invention, which has a spiral,
5 a schematic representation of a turbulence unit of another alternative burner device according to the invention, which has a turbulence layer, and
6 a schematic representation of an alternative heater according to the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt einen Erhitzer 42a. Der Erhitzer 42a ist insbesondere als Durchlauferhitzer ausgebildet. Der Erhitzer 42a umfasst eine Brennervorrichtung 10a. Der Erhitzer 42a umfasst zumindest einen Wärmeübertrager 44a. Der Erhitzer 42a umfasst insbesondere eine Brennkammer 46a. Die Brennervorrichtung 10a und der Wärmeübertrager 44a sind insbesondere in der Brennkammer 46a angeordnet. Die Brennervorrichtung 10a ist zu einer thermischen Verwertung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs 12a vorgesehen. Die Brennervorrichtung 10a umfasst zumindest einem Flammenbildungsbereich 14a. Die Brennervorrichtung 10a umfasst eine Verteilerplatte 16a. Die Verteilerplatte 16a umfasst eine Vielzahl an Brennstoffkanälen 18a zu einem Einlassen des Brennstoffs 12a in den Flammenbildungsbereich 14a. Die Verteilerplatte 16a umfasst eine Vielzahl an Luftkanälen 20a zu einem von dem Brennstoff 12a getrennten Einlassen von Luft 22a in den Flammenbildungsbereich 14a. Der Flammenbildungsbereich 14a ist insbesondere zu einer Bildung einer Flamme 50a, insbesondere einer Diffusionsflamme, vorgesehen, welche von dem Brennstoff 12a und der Luft 22a gespeist wird. Insbesondere begrenzen die Verteilerplatte 16a und die Brennkammer 46a den Flammenbildungsbereich 14a. Vorzugsweise wird die Flamme 50a, insbesondere ausschließlich, von Primärluft, d.h. der Luft 22a, welche durch die Luftkanäle 20a geleitet wird, gespeist. Insbesondere weist die Brennervorrichtung 10a keine Sekundärluftkanäle auf. Die Verteilerplatte 16a erstreckt sich vorzugsweise von einer Wand der Brennkammer 46a bis zu einer gegenüberliegenden Wand der Brennkammer 46a. Insbesondere ist eine Querschnittsfläche der Verteilerplatte 16a zumindest im Wesentlichen gleich groß wie ein dazu paralleler Querschnitt eines Innenraums der Brennkammer 46a. Optional ist die Verteilerplatte 16a stoffschlüssig mit der Brennkammer 46a verbunden, beispielsweise verschweißt. Optional umfasst die Brennkammer 46a einen Absatz oder eine Nut, an welcher die Verteilerplatte 16a angeordnet ist. Der Wärmeübertrager 44a ist insbesondere außerhalb des Flammenbildungsbereichs 14a in der Brennkammer 46a angeordnet. Insbesondere ist der Wärmeübertrager 44a in einem Abstand von der Verteilerplatte 16a angeordnet, der größer ist als eine erwartete maximale Flammenlänge der Flamme 50a. Die Wände der Brennkammer 46a weisen vorzugsweise eine thermische Entkopplung 48a zu einer Umgebung des Erhitzers 42a auf. Die thermische Entkopplung 48a ist beispielsweise als Isolierung oder als Wasserkühlung ausgebildet. 1 shows a heater 42a. The heater 42a is designed in particular as a flow heater. The heater 42a includes a burner device 10a. The heater 42a includes at least one heat exchanger 44a. The heater 42a includes, in particular, a combustion chamber 46a. The burner device 10a and the heat exchanger 44a are arranged in particular in the combustion chamber 46a. The burner device 10a is provided for thermal utilization of a hydrogen-containing fuel 12a. The burner device 10a comprises at least one flame formation area 14a. The burner device 10a includes a distributor plate 16a. The distributor plate 16a comprises a multiplicity of fuel channels 18a for admitting the fuel 12a into the flame formation region 14a. The distributor plate 16a comprises a multiplicity of air channels 20a for admitting air 22a into the flame formation region 14a separately from the fuel 12a. The flame formation area 14a is provided in particular to form a flame 50a, in particular a diffusion flame, which is fed by the fuel 12a and the air 22a. In particular, the distributor plate 16a and the combustion chamber 46a delimit the flame formation area 14a. The flame 50a is preferably fed, in particular exclusively, by primary air, ie the air 22a which is guided through the air ducts 20a. In particular, the burner device 10a has no secondary air ducts. The distributor plate 16a preferably extends from one wall of the combustion chamber 46a to an opposite wall of the combustion chamber 46a. In particular, a cross-sectional area of the distributor plate 16a is at least essentially the same size as a parallel cross-section of an interior of the combustion chamber 46a. Optionally, the distributor plate 16a is integrally connected to the combustion chamber 46a, for example welded. Optionally, the combustion chamber 46a includes a shoulder or a groove on which the distributor plate 16a is arranged. The heat exchanger 44a is arranged in particular outside the flame formation area 14a in the combustion chamber 46a. In particular, the heat exchanger 44a is arranged at a distance from the distributor plate 16a which is greater than an expected maximum flame length of the flame 50a. The walls of the combustion chamber 46a preferably have a thermal decoupling 48a from an area surrounding the heater 42a. The thermal decoupling 48a is designed, for example, as insulation or as water cooling.

2 zeigt einen Ausschnitt der Verteilerplatte 16a. Die Verteilerplatte 16a umfasst insbesondere ein Brennerteilplatte 52a. Die Verteilerplatte 16a umfasst insbesondere eine Versorgungsteilplatte 54a. Bevorzugt sind eine Haupterstreckungsebene der Brennerteilplatte 52a und eine Haupterstreckungsebene der Versorgungsteilplatte 54a zumindest im Wesentlichen parallel zueinander und insbesondere jeweils zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene der gesamten Verteilerplatte 16a. Die Brennerteilplatte 52a bildet insbesondere eine dem Flammenbildungsbereich 14a zugewandte größte Außenfläche der Verteilerplatte 16a aus. Die Versorgungsteilplatte 54a bildet insbesondere eine von dem Flammenbildungsbereich 14a abgewandte größte Außenfläche der Verteilerplatte 16a aus. Die Brennerteilplatte 52a und die Versorgungsteilplatte 54a begrenzen insbesondere einen Hohlraum der Verteilerplatte 16a. 2 shows a section of the distributor plate 16a. The distributor plate 16a includes in particular a burner part plate 52a. The distributor plate 16a includes in particular a supply part plate 54a. A main extension plane of the burner part plate 52a and a main extension plane of the supply part plate 54a are preferably at least essentially parallel to one another and in particular in each case at least essentially parallel to a main extension plane of the entire distributor plate 16a. The burner part plate 52a forms, in particular, the Flammenbil tion area 14a facing the largest outer surface of the distributor plate 16a. The supply part plate 54a forms in particular a largest outer surface of the distributor plate 16a facing away from the flame formation area 14a. The burner part plate 52a and the supply part plate 54a delimit in particular a cavity of the distributor plate 16a.

Der Hohlraum ist insbesondere dazu vorgesehen, den Brennstoff 12a innerhalb der Verteilerplatte 16a zu verteilen.The cavity is intended in particular to distribute the fuel 12a within the distributor plate 16a.

Insbesondere bildet je einer der Brennstoffkanäle 18a und je einer der Luftkanäle 20a eine Kanaleinheit. Der Übersichtlichkeit halber wurde nur eine Kanaleinheit mit Bezugszeichen versehen, wobei der Luftkanal 20a und der Brennstoffkanal 18a dieser Kanaleinheit im Folgenden kurz als der Luftkanal 20a und der Brennstoffkanal 18a bezeichnet werden. Der Luftkanal 20a und der Brennstoffkanal 18a stehen insbesondere stellvertretend für weitere, insbesondere alle, der Luftkanäle 20a bzw. der Brennstoffkanäle 18a. Der Luftkanal 20a wird vorzugsweise von einer Zwischenkanalwand 58a der Versorgungsteilplatte 54a gebildet. Die Zwischenkanalwand 58a erstreckt sich insbesondere ringförmig um eine Kanalachse 30a. Die Kanalachse 30a ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsebene der Verteilerplatte 16a. Die Zwischenkanalwand 58a ragt insbesondere in den Hohlraum hinein. Vorzugsweise ist die Zwischenkanalwand 58a entlang der Kanalachse 30a kürzer als ein maximaler Abstand der Brennerteilplatte 52a von der Versorgungsteilplatte 54a. Insbesondere ist eine Luftaustrittsfläche des Luftkanals 20a gegenüber der von der Brennerteilplatte 52a gebildeten Außenfläche der Verteilerplatte 16a entlang der Kanalachse 30a zurückversetzt.In particular, one of the fuel channels 18a and one of the air channels 20a forms a channel unit. For the sake of clarity, only one duct unit has been provided with reference numbers, the air duct 20a and the fuel duct 18a of this duct unit being referred to below as the air duct 20a and the fuel duct 18a for short. The air duct 20a and the fuel duct 18a are in particular representative of further, in particular all, the air ducts 20a and the fuel ducts 18a. The air duct 20a is preferably formed by an intermediate duct wall 58a of the supply part plate 54a. The intermediate channel wall 58a extends, in particular, annularly around a channel axis 30a. The channel axis 30a is preferably at least essentially perpendicular to the main extension plane of the distributor plate 16a. The intermediate channel wall 58a protrudes in particular into the cavity. The intermediate channel wall 58a is preferably shorter along the channel axis 30a than a maximum distance of the burner part plate 52a from the supply part plate 54a. In particular, an air outlet surface of the air duct 20a is set back along the duct axis 30a in relation to the outer surface of the distributor plate 16a formed by the partial burner plate 52a.

Der Brennstoffkanal 18a wird vorzugweise von einer Außenkanalwand 56a der Brennerteilplatte 52a gebildet. Die Außenkanalwand 56a erstreckt sich insbesondere ringförmig um die Kanalachse 30a. Die Außenkanalwand 56a ragt insbesondere in den Hohlraum hinein. Insbesondere ist der Brennstoffkanal 18a und der Luftkanal 20a konzentrisch angeordnet. Vorzugsweise ist die Außenkanalwand 56a entlang der Kanalachse 30a kürzer als ein maximaler Abstand der Brennerteilplatte 52a von der Versorgungsteilplatte 54a. Eine maximale Quererstreckung der Außenkanalwand 56a ist vorzugsweise größer als eine maximale Quererstreckung der Zwischenkanalwand 58a senkrecht zur Kanalachse 30a. Vorzugsweise begrenzt die Zwischenkanalwand 58a den Brennstoffkanal 18a. Insbesondere ist eine Brennstoffaustrittsfläche des Brennstoffkanals 18a gegenüber der von der Brennerteilplatte 52a gebildeten Außenfläche der Verteilerplatte 16a entlang der Kanalachse 30a zurückversetzt, insbesondere in einer Ebene mit der Luftaustrittsfläche. Die Luftaustrittsfläche des Luftkanals 20a parallel zu der dem Flammenbildungsbereich 14a zugewandten Außenfläche der Verteilerplatte 16a ist größer als die dazu parallele Brennstoffaustrittsfläche der Brennstoffkanäle 18a.The fuel channel 18a is preferably formed by an outer channel wall 56a of the burner part plate 52a. The outer channel wall 56a extends, in particular, annularly around the channel axis 30a. The outer channel wall 56a protrudes in particular into the cavity. In particular, the fuel channel 18a and the air channel 20a are arranged concentrically. The outer channel wall 56a is preferably shorter along the channel axis 30a than a maximum distance of the burner part plate 52a from the supply part plate 54a. A maximum transverse extent of the outer channel wall 56a is preferably greater than a maximum transverse extent of the intermediate channel wall 58a perpendicular to the channel axis 30a. The intermediate channel wall 58a preferably delimits the fuel channel 18a. In particular, a fuel outlet surface of the fuel channel 18a is set back along the channel axis 30a relative to the outer surface of the distributor plate 16a formed by the burner part plate 52a, in particular in a plane with the air outlet surface. The air outlet surface of the air channel 20a parallel to the outer surface of the distributor plate 16a facing the flame formation region 14a is larger than the fuel outlet surface of the fuel channels 18a parallel thereto.

Die Brennervorrichtung 10a umfasst zumindest eine Verwirbelungseinheit 24a. Die Verwirbelungseinheit 24a ist an zumindest einem der Brennstoffkanäle 18a und/oder an zumindest einem der Luftkanäle 20a angeordnet, um zumindest den Brennstoff 12a aus diesem Brennstoffkanal 18a und die Luft 22a aus diesem Luftkanal 20a innerhalb des Flammenbildungsbereichs 14a miteinander zu verwirbeln. Die Verwirbelungseinheit 24a umfasst zumindest ein Verwirbelungselement 26a. Das Verwirbelungselement 26a ist als Prallkörper 28a ausgebildet. Der Prallkörper 28a ist an dem Luftkanal 20a und/oder dem Brennstoffkanal 18a angeordnet. Der Luftkanal 20a und der Brennstoffkanal 18a sind konzentrisch mit dem zumindest einem Verwirbelungselement 26a, insbesondere dem Prallkörper 28a, angeordnet. Insbesondere schneidet die Kanalachse 30a den Prallkörper 28a. Das Verwirbelungselement 26a weist eine Haupterstreckungsebene auf, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Kanalachse 30a desjenigen Luftkanals 20a und/oder desjenigen Brennstoffkanal 18a verläuft, an dem das Verwirbelungselement 26a angeordnet ist. Insbesondere ist der Prallkörper 28a als Scheibe, insbesondere als Kreisscheibe, ausgebildet. Vorzugsweise ist eine maximale Quererstreckung des Prallkörpers 28a senkrecht zu der Kanalachse 30a größer als die Hälfte der maximalen Quererstreckung des Luftkanals 20a. Insbesondere ist die maximale Quererstreckung des Prallkörpers 28a senkrecht zu der Kanalachse 30a kleiner als die maximale Quererstreckung des Luftkanals 20a. Vorzugsweise ist ein Dicke des Prallkörpers 28a kleiner als die Hälfte der maximalen Quererstreckung des Luftkanals 20a. Das Verwirbelungselement 26a ist zumindest teilweise innerhalb der Verteilerplatte 16a angeordnet. Insbesondere ist das Verwirbelungselement 26a auf einer dem Flammenbildungsbereich 14a zugewandten Seite des Luftkanals 20a angeordnet. Insbesondere ist das Verwirbelungselement 26a entlang der Kanalachse 30a beabstandet von der Luftaustrittsfläche angeordnet. Optional ist eine dem Flammenbildungsbereich 14a zugewandte Seite des Verwirbelungselements 26a bündig mit einer der größten Außenflächen der Verteilerplatte 16a angeordnet. Alternativ ragt das Verwirbelungselement 26a über die Verteilerplatte 16a hinaus, insbesondere in den Flammenbildungsbereich 14a hinein.The burner device 10a comprises at least one turbulence unit 24a. The swirling unit 24a is arranged on at least one of the fuel ducts 18a and/or on at least one of the air ducts 20a in order to swirl at least the fuel 12a from this fuel duct 18a and the air 22a from this air duct 20a within the flame formation region 14a. The turbulence unit 24a comprises at least one turbulence element 26a. The turbulence element 26a is designed as an impact body 28a. The impact body 28a is arranged on the air duct 20a and/or the fuel duct 18a. The air duct 20a and the fuel duct 18a are arranged concentrically with the at least one turbulence element 26a, in particular the impact body 28a. In particular, the channel axis 30a intersects the impact body 28a. Swirl element 26a has a main plane of extent that runs at least essentially perpendicularly to a duct axis 30a of that air duct 20a and/or of that fuel duct 18a on which swirl element 26a is arranged. In particular, the impact body 28a is designed as a disk, in particular as a circular disk. Preferably, a maximum transverse extent of the impact body 28a perpendicular to the duct axis 30a is greater than half the maximum transverse extent of the air duct 20a. In particular, the maximum transverse extent of the impact body 28a perpendicular to the duct axis 30a is smaller than the maximum transverse extent of the air duct 20a. A thickness of the impact body 28a is preferably less than half the maximum transverse extent of the air duct 20a. The turbulence element 26a is at least partially arranged within the distributor plate 16a. In particular, the turbulence element 26a is arranged on a side of the air duct 20a that faces the flame formation region 14a. In particular, the turbulence element 26a is arranged at a distance from the air outlet surface along the channel axis 30a. Optionally, a side of the turbulence element 26a that faces the flame formation region 14a is arranged flush with one of the largest outer surfaces of the distributor plate 16a. Alternatively, the turbulence element 26a protrudes beyond the distributor plate 16a, in particular into the flame formation area 14a.

In den 3 bis 6 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 3 bis 6 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis e ersetzt.In the 3 until 6 further exemplary embodiments of the invention are shown. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the sub Differences between the exemplary embodiments, with respect to identically designated components, in particular in relation to components with the same reference numbers, in principle also to the drawings and / or the description of the other exemplary embodiments, in particular the 1 and 2 , can be referenced. To distinguish between the exemplary embodiments, the letter a is the reference number of the exemplary embodiment in FIGS 1 and 2 adjusted. In the embodiments of 3 until 6 the letter a is replaced by the letters b to e.

3 zeigt eine Brennervorrichtung 10b. Die Brennervorrichtung 10b ist zu einer thermischen Verwertung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs 12b vorgesehen. Die Brennervorrichtung 10b umfasst zumindest einem Flammenbildungsbereich 14b. Die Brennervorrichtung 10b umfasst eine Verteilerplatte 16b. Die Verteilerplatte 16b umfasst eine Vielzahl an Brennstoffkanälen 18b zu einem Einlassen des Brennstoffs 12b in den Flammenbildungsbereich 14b. Die Verteilerplatte 16b umfasst eine Vielzahl an Luftkanälen 20b zu einem von dem Brennstoff 12b getrennten Einlassen von Luft 22b in den Flammenbildungsbereich 14b. Die Brennervorrichtung 10b umfasst zumindest eine Verwirbelungseinheit 24b. Die Verwirbelungseinheit 24b ist an zumindest einem der Brennstoffkanäle 18b und/oder an zumindest einem der Luftkanäle 20b angeordnet, um zumindest den Brennstoff 12b aus diesem Brennstoffkanal 18b und die Luft 22b aus diesem Luftkanal 20b innerhalb des Flammenbildungsbereichs 14b miteinander zu verwirbeln. Die Verwirbelungseinheit 24b umfasst als Verwirbelungselemente 26b zumindest zwei, insbesondere vier, Umlenkelemente 32b, 34b, 36b, 38b. Die Umlenkelemente 32b, 34b, 36b, 38b sind zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Kanalachse 30b eines der Luftkanäle 20b und/oder eines der Brennstoffkanäle 18b angeordnet. Die Umlenkelemente 32b, 34b, 36b, 38b weisen jeweils eine Haupterstreckungsebene auf, welche einen spitzen Winkel zu einer Haupterstreckungsebene der Verteilerplatte 16b aufweisen. Die Umlenkelemente 32b, 34b, 36b, 38b weisen in ihrer Haupterstreckungsebene insbesondere einen kreissegmentförmigen Querschnitt auf, wobei die Scheitel der Umlenkelemente 32b, 34b, 36b, 38b insbesondere an der Kanalachse 30b ausgerichtet sind. Vorzugsweise sind die Umlenkelemente 32b, 34b, 36b, 38b in einem gemeinsamen Mündungsbereich des Brennstoffkanals 18b und des Luftkanals 20b angeordnet. Vorzugsweise ist das Doppelte einer von der Kanalachse 30b ausgehenden maximalen Quererstreckung, insbesondere eines Radius, der Umlenkelemente 32b, 34b, 36b, 38b größer als eine maximale Quererstreckung des Luftkanals 20b und insbesondere kleiner als ein maximale Quererstreckung des Brennstoffkanals 18b. Hinsichtlich weiterer Merkmale der Brennervorrichtung 10b sei auf die 1 und 2 sowie deren Beschreibung verwiesen. 3 shows a burner device 10b. The burner device 10b is provided for thermal utilization of a hydrogen-containing fuel 12b. The burner device 10b comprises at least one flame formation area 14b. The burner device 10b includes a distributor plate 16b. The distributor plate 16b comprises a multiplicity of fuel channels 18b for admitting the fuel 12b into the flame formation area 14b. The distributor plate 16b comprises a multiplicity of air channels 20b for admitting air 22b into the flame formation region 14b separately from the fuel 12b. The burner device 10b comprises at least one turbulence unit 24b. Swirl unit 24b is arranged on at least one of fuel ducts 18b and/or on at least one of air ducts 20b in order to swirl at least fuel 12b from this fuel duct 18b and air 22b from this air duct 20b within flame formation region 14b. The turbulence unit 24b comprises at least two, in particular four, deflection elements 32b, 34b, 36b, 38b as turbulence elements 26b. The deflection elements 32b, 34b, 36b, 38b are arranged at least essentially rotationally symmetrically about a channel axis 30b of one of the air channels 20b and/or one of the fuel channels 18b. The deflection elements 32b, 34b, 36b, 38b each have a main plane of extension, which has an acute angle to a main plane of extension of the distributor plate 16b. The deflection elements 32b, 34b, 36b, 38b have in their main plane of extension in particular a circular segment-shaped cross-section, the apexes of the deflection elements 32b, 34b, 36b, 38b being aligned in particular on the channel axis 30b. The deflection elements 32b, 34b, 36b, 38b are preferably arranged in a common opening region of the fuel channel 18b and of the air channel 20b. Twice a maximum transverse extent, in particular a radius, of deflection elements 32b, 34b, 36b, 38b, starting from duct axis 30b, is preferably greater than a maximum transverse extent of air duct 20b and in particular smaller than a maximum transverse extent of fuel duct 18b. With regard to other features of the burner device 10b is on the 1 and 2 as well as their description.

4 zeigt eine Brennervorrichtung 10c. Die Brennervorrichtung 10c ist zu einer thermischen Verwertung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs 12c vorgesehen. Die Brennervorrichtung 10c umfasst zumindest einen Flammenbildungsbereich 14c. Die Brennervorrichtung 10c umfasst eine Verteilerplatte 16c. Die Verteilerplatte 16c umfasst eine Vielzahl an Brennstoffkanälen 18c zu einem Einlassen des Brennstoffs 12c in den Flammenbildungsbereich 14c. Die Verteilerplatte 16c umfasst eine Vielzahl an Luftkanälen 20c zu einem von dem Brennstoff 12c getrennten Einlassen von Luft 22c in den Flammenbildungsbereich 14c. Die Brennervorrichtung 10c umfasst zumindest eine Verwirbelungseinheit 24c. Die Verwirbelungseinheit 24c ist an zumindest einem der Brennstoffkanäle 18c und/oder an zumindest einem der Luftkanäle 20c angeordnet, um zumindest den Brennstoff 12c aus diesem Brennstoffkanal 18c und die Luft 22c aus diesem Luftkanal 20c innerhalb des Flammenbildungsbereichs 14c miteinander zu verwirbeln. Die Verwirbelungseinheit 24c umfasst als Verwirbelungselement 26c zumindest eine Spirale 40c. Die Spirale 40c ist in einem der Luftkanäle 20c angeordnet. Die Spirale 40c ist insbesondere als Schraube ausgebildet. Eine Schraubachse der Spirale 40c verläuft insbesondere parallel zu der Kanalachse 30c, ist insbesondere identisch mit der Kanalachse 30c. Insbesondere schraubt sich zumindest eine Schraubbahn der Spirale 40c um die Kanalachse 30c durch den Luftkanal 20c hindurch. Die Spirale 40c ist insbesondere mehrgängig, hier beispielhaft dreigängig, ausgebildet. Hinsichtlich weiterer Merkmale der Brennervorrichtung 10c sei auf die 1 bis 3 und deren Beschreibung verwiesen. 4 shows a burner device 10c. The burner device 10c is provided for thermal utilization of a hydrogen-containing fuel 12c. The burner device 10c comprises at least one flame formation area 14c. The burner device 10c includes a distributor plate 16c. The distributor plate 16c comprises a multiplicity of fuel channels 18c for admitting the fuel 12c into the flame formation area 14c. The distributor plate 16c comprises a plurality of air channels 20c for admitting air 22c into the flame formation region 14c separately from the fuel 12c. The burner device 10c comprises at least one turbulence unit 24c. The swirling unit 24c is arranged on at least one of the fuel ducts 18c and/or on at least one of the air ducts 20c in order to swirl at least the fuel 12c from this fuel duct 18c and the air 22c from this air duct 20c within the flame formation region 14c. The turbulence unit 24c comprises at least one spiral 40c as the turbulence element 26c. The spiral 40c is arranged in one of the air ducts 20c. The spiral 40c is designed in particular as a screw. A screw axis of the spiral 40c runs in particular parallel to the channel axis 30c and is in particular identical to the channel axis 30c. In particular, at least one helix of the spiral 40c spirals around the channel axis 30c through the air channel 20c. The spiral 40c is, in particular, multi-threaded, three-threaded here by way of example. With regard to other features of the burner device 10c is on the 1 until 3 and their description referenced.

5 zeigt eine Brennervorrichtung 10d. Die Brennervorrichtung 10d ist zu einer thermischen Verwertung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs 12d vorgesehen. Die Brennervorrichtung 10d umfasst zumindest einen Flammenbildungsbereich 14d. Die Brennervorrichtung 10d umfasst eine Verteilerplatte 16d. Die Verteilerplatte 16d umfasst eine Vielzahl an Brennstoffkanälen 18d zu einem Einlassen des Brennstoffs 12d in den Flammenbildungsbereich 14d. Die Verteilerplatte 16d umfasst eine Vielzahl an Luftkanälen 20d zu einem von dem Brennstoff 12d getrennten Einlassen von Luft 22d in den Flammenbildungsbereich 14d. Die Brennervorrichtung 10d umfasst zumindest eine Verwirbelungseinheit 24d. Die Verwirbelungseinheit 24d ist an zumindest einem der Brennstoffkanäle 18d und/oder an zumindest einem der Luftkanäle 20d angeordnet, um zumindest den Brennstoff 12d aus diesem Brennstoffkanal 18d und die Luft 22d aus diesem Luftkanal 20d innerhalb des Flammenbildungsbereichs 14d miteinander zu verwirbeln. Die Verwirbelungseinheit 24d umfasst zumindest eine gasdurchlässige Verwirbelungsschicht 41d. Die Verwirbelungsschicht 41d bedeckt die Verteilerplatte 16d auf der dem Flammenbildungsbereich 14d zugewandten Seite zumindest teilweise. Insbesondere erstreckt sich die Verwirbelungsschicht 41d über Öffnungen der Verteilerplatte 16d für die Luftkanäle 20d und die Brennstoffkanäle 18d hinweg. Insbesondere ist die Verwirbelungsschicht 41d dazu vorgesehen, von dem Brennstoff 12d und der Luft 22d durchströmt zu werden. Die Verwirbelungsschicht 41d ist aus einem Fasermaterial gefertigt. Insbesondere bildet das Fasermaterial eine Vielzahl an Durchlasspfaden, welche insbesondere unregelmäßig geformt und unregelmäßig angeordnet sind. Hinsichtlich weiterer Merkmale der Brennervorrichtung 10d sei auf die 1 bis 4 und deren Beschreibung verwiesen. 5 shows a burner device 10d. The burner device 10d is provided for thermal utilization of a hydrogen-containing fuel 12d. The burner device 10d includes at least one flame formation area 14d. The burner device 10d includes a distributor plate 16d. The distributor plate 16d comprises a multiplicity of fuel channels 18d for admitting the fuel 12d into the flame formation area 14d. The distributor plate 16d comprises a plurality of air channels 20d for admitting air 22d into the flame formation region 14d separately from the fuel 12d. The burner device 10d comprises at least one turbulence unit 24d. The swirling unit 24d is arranged on at least one of the fuel ducts 18d and/or on at least one of the air ducts 20d in order to swirl at least the fuel 12d from this fuel duct 18d and the air 22d from this air duct 20d within the flame formation region 14d. The Swirl Unit 24d comprises at least one gas-permeable turbulence layer 41d. The turbulence layer 41d at least partially covers the distributor plate 16d on the side facing the flame formation area 14d. In particular, the turbulence layer 41d extends across openings of the distributor plate 16d for the air passages 20d and the fuel passages 18d. In particular, the turbulence layer 41d is provided for the fuel 12d and the air 22d to flow through. The turbulence layer 41d is made of a fiber material. In particular, the fibrous material forms a multiplicity of passageways, which in particular are irregularly shaped and arranged irregularly. With regard to other features of the burner device 10d is on the 1 until 4 and their description referenced.

6 zeigt einen Erhitzer 42e. Der Erhitzer 42e umfasst eine Brennervorrichtung 10e. Der Erhitzer 42e umfasst zumindest einem Wärmeübertrager 44e. Die Brennervorrichtung 10e ist zu einer thermischen Verwertung eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs 12e vorgesehen. Die Brennervorrichtung 10e umfasst zumindest einen Flammenbildungsbereich 14e. Die Brennervorrichtung 10e umfasst eine Verteilerplatte 16e. Die Verteilerplatte 16e umfasst eine Vielzahl an Brennstoffkanälen 18e zu einem Einlassen des Brennstoffs 12e in den Flammenbildungsbereich 14e. Die Verteilerplatte 16e umfasst eine Vielzahl an Luftkanälen 20e zu einem von dem Brennstoff 12e getrennten Einlassen von Luft 22e in den Flammenbildungsbereich 14e. Die Brennervorrichtung 10e umfasst zumindest eine Verwirbelungseinheit 24e. Die Verwirbelungseinheit 24e ist an zumindest einem der Brennstoffkanäle 18e und/oder an zumindest einem der Luftkanäle 20e angeordnet, um zumindest den Brennstoff 12e aus diesem Brennstoffkanal 18e und die Luft 22e aus diesem Luftkanal 20e innerhalb des Flammenbildungsbereichs 14e miteinander zu verwirbeln. Insbesondere ist eine maximale Erstreckung der Verteilerplatte 16e kleiner als eine dazu parallele maximale Erstreckung eines Innenraums einer Brennkammer 46e des Erhitzers 42e. Insbesondere bilden zumindest eine Wand der Brennkammer 46e und die Verteilerplatte 16e einen Luftspalt 60e zu einem Einlass von Sekundärluft in den Flammenbildungsbereich 14e. Hinsichtlich weiterer Merkmale des Erhitzers 42e und der Brennervorrichtung 10e sei auf die 1 bis 5 und deren Beschreibung verwiesen. 6 shows a heater 42e. The heater 42e includes a burner device 10e. The heater 42e includes at least one heat exchanger 44e. The burner device 10e is provided for thermal utilization of a hydrogen-containing fuel 12e. The burner device 10e comprises at least one flame formation area 14e. The burner device 10e includes a distributor plate 16e. The distributor plate 16e comprises a multiplicity of fuel channels 18e for admitting the fuel 12e into the flame formation area 14e. The distributor plate 16e comprises a plurality of air channels 20e for admitting air 22e into the flame formation region 14e separately from the fuel 12e. The burner device 10e comprises at least one turbulence unit 24e. Swirl unit 24e is arranged on at least one of fuel ducts 18e and/or on at least one of air ducts 20e in order to swirl at least fuel 12e from this fuel duct 18e and air 22e from this air duct 20e within flame formation region 14e. In particular, a maximum extent of the distributor plate 16e is smaller than a maximum extent, parallel thereto, of an interior space of a combustion chamber 46e of the heater 42e. In particular, at least one wall of the combustion chamber 46e and the distributor plate 16e form an air gap 60e for an inlet of secondary air into the flame formation area 14e. Regarding further features of the heater 42e and the burner device 10e, refer to FIG 1 until 5 and their description referenced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US3806307A[0001]

Claims

Burner device for thermal utilization of a hydrogen-containing fuel (12a; 12b; 12c; 12d), with at least one flame formation area (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) and with at least one distributor plate (16a; 16b; 16c; 16d; 16e), which has a plurality of fuel passages (18a; 18b; 18c; 18d) for admitting the fuel (12a; 12b; 12c; 12d) into the flame formation region (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) and which has a plurality of air passages ( 20a; 20b; 20c; 20d) for introducing air (22a; 22b; 22c; 22d) into the flame formation region (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) separately from the fuel (12a; 12b; 12c; 12d). , characterized by at least one turbulence unit (24a; 24b; 24c; 24d), which is arranged on at least one of the fuel channels (18a; 18b; 18c; 18d) and/or on at least one of the air channels (20a; 20b; 20c; 20d). to at least the fuel (12a; 12b; 12c; 12d) from this fuel channel (18a; 18b; 18c; 18d) and the air (22a; 22b; 22c; 22d) from this air duct (20a; 20b; 20c; 20d) within the flame formation area (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) to swirl together.

burner device claim 1 , characterized in that the turbulence unit (24a; 24b; 24c; 24d) comprises at least one turbulence element (26a; 26b; 26c; 26d) and that at least one of the air ducts (20a; 20b; 20c; 20d) and/or at least each one of the fuel channels (18a; 18b; 18c; 18d) is/are arranged concentrically with the at least one turbulence element (26a; 26b; 26c; 26d).

burner device claim 1 or 2 , characterized in that an air outlet surface of the air ducts (20a; 20b; 20c; 20d) parallel to an outer surface of the distributor plate (16a; 16b; 16c; 16d; 16e) facing the flame formation area (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) is larger is as a parallel fuel exit surface of the fuel channels (18a; 18b; 18c; 18d).

Burner device according to one of the preceding claims, characterized in that the turbulence unit (24a; 24b; 24c) comprises at least one turbulence element (26a; 26b; 26c) which is arranged at least partially within the distributor plate (16a; 16b; 16c).

Burner device according to one of the preceding claims, characterized in that the turbulence unit (24a) comprises at least one impact body (28a) as turbulence element (26a), which is arranged on the air duct (20a) and/or the fuel duct (18a).

Burner device according to one of the preceding claims, characterized in that the turbulence unit (24a; 24d) has at least one turbulence element (26a; 26d) with a main extension plane which is at least essentially perpendicular to a duct axis (30a; 30d) of that air duct (20a; 20d ) and/or that fuel channel (18a; 18d) on which the swirling element (26a; 26d) is arranged.

Burner device according to one of the preceding claims, characterized in that the turbulence unit (24b) comprises at least two deflection elements (32b, 34b, 36b, 38b) as turbulence elements (26b) which are at least essentially rotationally symmetrical about a duct axis (30b) of one of the air ducts ( 20b) and/or one of the fuel channels (18b) are arranged.

Burner device according to one of the preceding claims, characterized in that the turbulence unit (24c) comprises at least one spiral (40c) as turbulence element (26c), which is arranged in one of the air ducts (20c) and/or one of the fuel ducts (18c).

Burner device according to one of the preceding claims, characterized in that the turbulence unit (24d) comprises at least one gas-permeable turbulence layer (41d) which at least partially covers the distributor plate (16d) on the side facing the flame formation region (14d).

burner device claim 9 , characterized in that the turbulence layer (41d) is made of a fiber material.

Heater, in particular flow heater, with a burner device according to one of the preceding claims and at least one heat exchanger (44a; 44e).