[发明专利]燃烧器喷尖和燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧器喷尖，尤其是用于合成气体生成装置中的高温应用的燃烧器喷尖。此外，本发明涉及一种燃烧器，尤其是一种用于合成气体生成装置的燃烧器。

背景技术

用于合成气体反应器的燃烧器示意地在DE 10 2008 006 572 A1中描述。所述合成气体反应器包括外部的燃烧器元件，在所述燃烧器元件的喷尖中存在空腔连同设置在其中的挤压体。围绕挤压体引导冷却水通道，所述冷却水通道用于冷却燃烧器喷尖。燃烧器还包括内部的燃烧器元件，所述内部的燃烧器元件与外部的管同心地设置。在内部的燃烧器元件和外部的燃烧器元件之间形成用于输送燃烧粉尘、例如煤粉尘的通道。内部的燃烧器元件在其喷尖的区域中也具有空腔连同设置在其中的挤压体，以便围绕所述挤压体引导冷却水通道，借助所述冷却水通道冷却内部的燃烧器元件的喷尖。在内部的燃烧器元件的中心设置有引燃器，其中在内部的燃烧器元件和引燃器之间形成用于氧气/蒸汽混合物的输入通道。如外部的和内部的燃烧器元件，引燃器空心壁状地构成，其中在引燃器的喷尖的区域中设置有挤压体，围绕所述挤压体引导冷却水通道，以便能够冷却引燃器。

合成气体反应器中的燃烧器的燃烧器喷尖在反应器运行时承受高的温度，使得实现到燃烧器喷尖中的极大的热量引入。引入的热量通过流动到描述的冷却水通道中的冷却水冷却。为了减少能量引入，燃烧器喷尖能够此外设有隔热层，如在DE 10 2008 006 572 A1中描述的那样。

相应的燃烧器元件通常由多个管和将管彼此连接的喷尖构成，在所述喷尖中也设置有挤压体。在此，喷尖通常由外部的环形部件和内部的环形部件组成，其中外部的环形部件与外部的管连接并且内部的环形部件与内部的管连接。此外，环形部件在其背离外部的管或内部的管的端部上彼此焊接。挤压体与在中央设置的管连接，所述管将外部的管和内部的管之间的中间空间分成用于冷却水的环形的输入通道和用于冷却水的环形的输出通道。每个燃烧器元件因此具有复杂的构造。此外，燃烧器喷尖是相对大的，进而是重的，这例如在维护的情况下减小其可操作性。

出于生产方面的原因，管的或喷尖部件的壁厚度典型地为3nm，这使散热变得困难并且提高相对于温度波动的易受影响性。此外，悬浮物颗粒和冷却水随着时间能够引起冷却水通道在燃烧器喷尖的区域中的变窄或者甚至引起冷却水通道的堵塞，这带来提高的维护需求，以便能够及时地发现这种变窄。

此外，用于制造燃烧器喷尖的材料是昂贵的并且在加工中是耗费的，因为必须将用于构成燃烧器喷尖的部件彼此焊接。将部件焊接以形成相应的燃烧器喷尖是不简单的，因为典型地使用的镍基超合金需要特殊的焊接过程。

发明内容

相对于所描述的现有技术，本发明的目的是，提供一种有利的燃烧器喷尖，尤其是用于合成气体燃烧器的燃烧器元件的燃烧器喷尖。此外，本发明的目的是提供一种有利的燃烧器，尤其是用于生成合成气体的燃烧器。

所述目的通过根据权利要求1所述的燃烧器喷尖以及通过根据权利要求17所述的燃烧器喷尖或根据权利要求21所述的燃烧器来实现。从属权利要求包含本发明的有利的设计方案。

根据本发明的第一方面，提供一种燃烧器喷尖，所述燃烧器喷尖具有燃烧器出口和至少一个包围燃烧器出口的燃烧器喷尖部件，所述燃烧器喷尖部件具有燃烧器喷尖壁，所述燃烧器喷尖壁具有形成燃烧器喷尖部件的封闭的端部的端壁。燃烧器喷尖部件在其内部具有到达至端壁的空腔，燃烧器喷尖壁具有指向空腔的壁内侧。在空腔中设置有挤压体，所述挤压体具有朝向燃烧器喷尖壁的壁内侧的挤压体外侧，其中在燃烧器喷尖壁的壁内侧和挤压体外侧之间形成至少一个流动通道。挤压体经由从挤压体外侧朝向燃烧器喷尖壁的壁内侧延伸的支撑结构与燃烧器喷尖壁的壁内侧连接。

通过支撑结构，能够固定挤压体在燃烧器喷尖壁的内部中的位置。此外，由燃烧器喷尖壁和挤压体构成的整体结构能够整体上更稳定地构成。

支撑结构尤其能够构成为连接片状的或箭头状的结构，其中至少在燃烧器喷尖端壁的区域中，相邻的连接片状的或箭头状的结构在挤压体外侧上和/或在燃烧器喷尖壁的壁内侧上汇聚成拱形件。所述拱形件尤其能够构成为尖拱形件，类似于哥特式建筑中的拱形件。支撑结构作为具有汇聚的拱形件的连接片状的或箭头状的结构的设计方案能够实现借助叠层制造工艺(英语为：additive manufacturing process)、例如借助选择性激光熔化(英语为：selective laser melting)来制造燃烧器喷尖。