EP1070915B1 - Premix burner - Google Patents

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft Vormischbrenner gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.The invention relates to premix burners according to the preamble of independent claim.

Stand der TechnikState of the art

Aus der EP 0 321 809, der EP 0 780 629, oder der WO 93/17279 sind jeweils Vormischbrenner zum Betrieb mit gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffen bekannt geworden, die wesentliche Merkmale gemeinsam haben. So schliesst jeweils ein Drallerzeuger mit tangentialen Lufteintrittsöffnungen einen Hohlraum ein, dessen Querschnittsfläche sich in axialer Strömungsrichtung erweitert. In EP 0 321 809 und EP 0 780 629 wird dies realisiert, indem der Drallerzeuger kegelförmig ausgebildet ist, während die vollkommen äquivalente in WO 93/17279 vorgeschlagene Lösung die ist, den Drallerzeuger selbst zylindrisch zu bauen, und ins Innere des Hohlraums einen kegelförmigen, sich in axiale Durchströmungsrichtung verjüngenden Verdrängungskörper einzusetzen. Innerhalb des Drallerzeugers wird der Drallströmung Brennstoff zugeführt. Es ist bekannt, Mittel zur Zuführung eines Flüssigbrennstoffs in der Nähe der Brennerachse anzuordnen, und radial aussen, bevorzugt im Bereich der tangentialen Lufteintrittsöffnungen, Mittel zur Einbringung gasförmiger Brennstoffe vorzusehen. Die Einbringung der Brennstoffe in eine stark verdrallte Strömung zielt auf eine gute Vormischung des Brennstoff-Luft-Gemisches ab, wobei die Axialkomponente der Strömungsgeschwindigkeiten natürlich so hoch sein muss, dass die Flamme nicht in den Hohlraum der Brenners zurückschlägt. Zur weiteren Intensivierung der Vermischung von Brennstoff und Luft schlägt die EP 0 780 629 vor, dem Drallerzeuger eine Mischstrecke nachzuschalten, und die Drallströmung möglichst verlustfrei in diese Mischstrecke zu überführen. An einem stromabwärtigen Ende münden die zitierten Brennerbauarten mit einer - mehr oder weniger sprunghaften - Erweiterung des Strömungsquerschnittes auf kurzer axialer Distanz in einem Brennraum. Die stark verdrallte Strömung platzt an diesem Querschnittssprung auf, und es bildet sich eine Rückströmblase, die, ohne latent thermisch gefährdete mechanische Flammenhalter, eine Stabilisierung einer Flamme bewirkt.From EP 0 321 809, EP 0 780 629, or WO 93/17279 are each Premix burner for operation with gaseous and / or liquid fuels become known who have essential features in common. So closes each a swirl generator with tangential air inlet openings a cavity a whose cross-sectional area widens in the axial flow direction. In EP 0 321 809 and EP 0 780 629 this is realized by the swirl generator is conical, while the completely equivalent in WO 93/17279 proposed solution is that the swirl generator itself is cylindrical build, and inside the cavity a conical, extending in axial Use flow tapering displacement body. Fuel is supplied to the swirl flow within the swirl generator. It is known means for supplying a liquid fuel near the Arrange burner axis, and radially outside, preferably in the area of tangential air inlet openings, means for introducing gaseous To provide fuels. The introduction of the fuels in a strong swirled flow aims at a good premixing of the fuel-air mixture starting with the axial component of the flow velocities must of course be so high that the flame does not enter the cavity Brenners strikes back. To further intensify the mixing of EP 0 780 629 proposes fuel and air, one for the swirl generator Downstream mixing section, and the swirl flow in lossless as possible to transfer this mixing section. Mouth at a downstream end the burner types cited with a - more or less erratic - Expansion of the flow cross-section over a short axial distance in one Combustion chamber. The strongly swirled flow bursts at this cross-sectional jump on, and a backflow bubble forms, which is latent without thermal endangered mechanical flame holder, stabilization of a flame causes.

Brenner der aus der EP 0 321 809 bekannten Bauart haben sich seit Jahren in der praktischen Anwendung in Gasturbinen und atmosphärischen Feuerungsanlagen bewährt. Die aus EP 0 321 809 und aus der EP 0 780 629 bekannten Brenner wurden stetig weiterentwickelt, und Verbesserungsvorschläge finden sich in einer Vielzahl veröffentlichter Dokumente.Burners of the type known from EP 0 321 809 have been in use for years practical application in gas turbines and atmospheric Firing systems proven. That from EP 0 321 809 and from EP 0 780 629 well-known burners have been continuously developed, and Suggestions for improvement can be found in a large number of published Documents.

Bei den bis anhin bekannten Vormischbrennern ist eine Leitung zur Zufuhr von gasförmigen Brennstoffen in den Drallerzeuger integriert, oder fest mit diesem verbunden. Diese Lösung ist von Vorteil, um gasförmigen Brennstoff für den Vormischbetrieb möglichst gleichmässig im Bereich der tangentialen Lufteintrittsschlitze in die Verbrennungsluft - oder ein anderes Oxydationsmedium - einzubringen. Gleichwohl sind auch der Drallerzeuger und das Mischrohr von einem Medium umgeben, dessen Temperatur im Betrieb mehrere 100°C erreicht, und also deutlich über der auch eines gegebenenfalls vorgewärmten Brenngases liegt. Damit entstehen auch im Bereich dieser Brennstoffzuführungen mechanische Spannungen aufgrund behinderter thermischer Dehnungen.In the previously known premix burners there is a line for supplying gaseous fuels integrated in the swirl generator, or fixed with this connected. This solution is beneficial to gaseous fuel for the Premix operation as evenly as possible in the tangential area Air inlet slots in the combustion air - or another Oxidizing medium - to be introduced. Nevertheless, the swirl are also and the mixing tube surrounded by a medium, the temperature in the Operation reached several 100 ° C, and therefore significantly above that one possibly preheated fuel gas. This also creates in Area of these fuel supplies due to mechanical stresses disabled thermal expansions.

Bei modernen Gasturbinen erreichen die Temperaturen der Verbrennungsluft eine Grössenordnung von rund 500°C. Mit steigendem Druckverhältnis des Arbeitsprozesses aber, oder mit einer starken externen Vorwärmung der Verbrennungsluft - beides Massnahmen, die den Prozesswirkungsgrad günstig beeinflussen - werden die Wärmespannungen im Bereich der Gaszuführungen verschärft.In modern gas turbines, the temperatures of the combustion air reach an order of magnitude of around 500 ° C. With increasing pressure ratio of the Work process, or with a strong external preheating of the Combustion air - both measures that reduce process efficiency influence - will affect the thermal stresses in the area of the gas supply exacerbated.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass bei weiter gesteigerten Prozesseckdaten mit einer Begrenzung der Lebensdauer von Vormischbrennern in den heute bekannten Ausführungsformen durch Wärmespannungen in den Bauteilen aufgrund behinderter thermischer Dehnung zu rechnen ist. Daneben wird auch die Kühlung heissgasexponierter Bauteile immer aufwendiger befriedigend zu lösen sein.In summary it can be said that with further increased Process key data with a lifetime limitation of Premix burners in the embodiments known today Thermal stresses in the components due to disabled thermal Elongation is to be expected. In addition, cooling is also exposed to hot gas Components are increasingly difficult to solve satisfactorily.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vormischbrenner der eingangs genannten Art insbesondere im Bereich der Zuführleitungen für gasförmigen Brennstoff so aufzubauen, dass Relativverschiebungen der einzelnen Komponenten des Brenners aufgrund von thermischen Dehnungen unbehindert erfolgen können. The invention seeks to remedy this. The invention as in the Is characterized, the task is based on one Premix burner of the type mentioned in particular in the area of Set up feed lines for gaseous fuel so that Relative shifts of the individual components of the burner due to thermal expansion can take place unhindered.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.According to the invention, this is achieved by the features of claim 1.

Kern der Erfindung ist es also, die Versorgung mit gasförmigem Brennstoff für den Vormischbetrieb mechanisch vom Drallerzeuger zu entkoppeln. Erfindungsgemäss wird, anstatt wie bei den konventionellen Bauarten, eine Brennstoffleitung mit einer Vielzahl von Gasbohrungen in den Drallerzeuger zu integrieren, der Drallerzeuger mit einer Reihe von Öffnungen versehen, und Brennstoffleitungen für den Gas-Vormischbetrieb werden als Rohrleitungen ausgeführt, die durch eben jene Öffnungen ins Innere des Drallerzeugers hineinragen, und dort der verdrallten Strömung der Verbrennungsluft gasförmigen Brennstoff zuführen. Bevorzugt ist pro tangentialem Einlassschlitz des Drallerzeugers wenigstens ein Gaszuführrohr angeordnet. Die offenen Enden der Gasleitungen werden mit Vorteil als Düsen gestaltet. Das mit hoher Geschwindigkeit ausströmende Gas verhindert ein Rückströmen von Brenngas durch die Öffnungen des Drallerzeugers.The essence of the invention is therefore the supply of gaseous fuel for Decouple the premix operation mechanically from the swirl generator. According to the invention, instead of as in the conventional designs, one Fuel line with a variety of gas holes in the swirl generator too integrate the swirl generator with a series of openings, and Fuel lines for gas premixing are called pipelines executed through those openings into the interior of the swirl generator protrude into it, and there the swirled flow of combustion air supply gaseous fuel. Preferred is per tangential inlet slot the swirl generator arranged at least one gas supply pipe. The open ones The ends of the gas lines are advantageously designed as nozzles. The one with high Gas escaping at a speed prevents fuel gas from flowing back through the openings of the swirl generator.

In konsequenter Weiterführung des Erfindungsgedankens wird mit Vorteil auch die dem Brennraum zugewandte Frontpartie durch einen Hitzeschutzschild vor den heissen Verbrennungsgasen und der Wärmestrahlung im Brennraum geschützt, und es wird auch in diesem Bereich eine gute Relativverschieblichkeit von Bauteilen gewährleistet, die im Betrieb stark unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind, oder deren Materialien stark unterschiedliche Wärmedehnungskoeffizienten aufweisen. Hierzu wird die Frontpartie des Brenners zweiteilig aufgebaut, und zwar aus einer Trägerstruktur, auf welcher der Drallerzeuger oder ein dem Drallerzeuger nachgeschaltetes Mischrohr angeordnet ist, und einem Hitzeschutzschild. Durch den Hitzeschutzschild ist die Trägerstruktur vor exzessivem Wärmeeintrag geschützt, und die Temperatur der Trägerstruktur ist im Betrieb mit derjenigen der auf ihr befestigten Bauteile vergleichbar. Weiterhin können hier Werkstoffe mit kompatiblen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet werden. Hierdurch kann der Drallerzeuger oder ein Mischrohr fest auf der Trägerstruktur angeordnet werden, ohne dass durch thermische Differenzdehnungen Spannungen im Bauteil induziert werden. Der Hitzeschutzschild wiederum wird mit Vorteil so an der Trägerstruktur befestigt, dass Relativverschiebungen der Trägerstruktur und des Hitzeschutzschildes im Rahmen der zu erwartenden thermischen Differenzdehnungen wenn überhaupt, dann möglichst gering behindert werden. Bevorzugt wird eine Befestigung des Hitzeschutzschildes mittels vergleichsweise weicher elastischer Bolzen gewählt.In a consequent continuation of the idea of the invention is also advantageous the front end facing the combustion chamber with a heat shield the hot combustion gases and the heat radiation in the combustion chamber protected, and it will also be a good one in this area Relative movement of components ensured that strong in operation are exposed to different temperatures, or their materials are strong have different coefficients of thermal expansion. For this, the Front part of the burner constructed in two parts, from one Support structure on which the swirl generator or one of the swirl generator downstream mixing tube is arranged, and a heat shield. Due to the heat protection shield, the support structure is excessive Heat input is protected and the temperature of the support structure is in operation comparable to that of the components attached to it. Can continue here materials with compatible coefficients of thermal expansion are used become. As a result, the swirl generator or a mixing tube can be firmly attached to the Support structure can be arranged without thermal Differential strains stresses are induced in the component. The The heat shield, in turn, is advantageously attached to the support structure that relative displacements of the support structure and the heat shield in the Framework of the expected thermal differential expansions if be hindered as little as possible. One is preferred Attachment of the heat protection shield by means of comparatively softer elastic bolt selected.

In Verbindung mit der Erfindung bevorzugte Drallerzeugergeometrien ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung kann gleich realisiert werden bei Vormischbrennern mit oder ohne dem Drallerzeuger nachgeschaltete Mischstrecke.Preferred swirl generator geometries result in connection with the invention itself from the subclaims. The invention can be implemented at the same time Premix burners with or without the swirl generator downstream Mixing section.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger ausgewählter in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 und Fig. 2 einen erfindungsgemässen Vormischbrenner in perspektivischer Ansicht, in zwei unterschiedlichen Darstellungsarten.

Fig. 3 einen erfindungsgemässen Vormischbrenner im Längsschnitt

Fig. 4 einen Vormischbrenner mit einer alternativen Bauform des Drallerzeugers

Fig. 5 bis Fig. 8 Querschnitte durch mögliche Ausführungsformen von Drallerzeugern

Fig. 9 einen Vormischbrenner mit allen erfindungswesentlichen Merkmalen, und einem dem Drallerzeuger nachgeschalteten Mischrohr

Fig. 10 ein Element aus Figur 9 in vergrösserter Darstellung

The invention is explained in more detail below on the basis of a few selected exemplary embodiments shown in the drawing. Show in detail

1 and 2 show a premix burner according to the invention in a perspective view, in two different types of representation.

Fig. 3 shows a premix burner according to the invention in longitudinal section

Fig. 4 shows a premix burner with an alternative design of the swirl generator

5 to 8 cross sections through possible embodiments of swirl generators

Fig. 9 shows a premix burner with all the features essential to the invention, and a mixing tube connected downstream of the swirl generator

10 shows an element from FIG. 9 on an enlarged scale

Die in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend diskutierten Ausführungsbeispiele sind lediglich illustrativ zu verstehen. Die Ausführungsbeispiele zeigen einige wenige Vorzugsvarianten der Erfindung. Sie erheben keinen Anspruch darauf, alle Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, erschöpfend darzustellen, und sollen nicht einschränkend verstanden werden.Those shown in the drawing and discussed below Exemplary embodiments are only to be understood as illustrative. The Exemplary embodiments show a few preferred variants of the invention. You make no claim to all embodiments of the invention, as set out in the claims, to be exhaustive, and should not be understood as restrictive.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay of carrying out the invention

Eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Vormischbrenners findet sich in Fig. 1. Es handelt sich dabei im wesentlichen um den aus der EP 0 321 809 bekannten Vormischbrenner, dessen Drallerzeuger aus ineinandergeschachtelten Kegelhalbkörpern 101, 102 besteht. Dabei ist der Brenner teilweise geschnitten dargestellt. Die Teilkörper 101, 102 schliessen einen Hohlraum 14 ein, dessen Querschnitt sich in axialer Richtung des Brenners zum Brennraum 22 hin erweitert. Ein gasförmiges Oxydationsmedium - im allgemeinen Luft oder ein anderes sauerstoffhaltiges Gas - 15 strömt durch tangentiale Schlitze 19, die sich in axialer Richtung des Brenners erstecken, in diesen Hohlraum ein. Im Hohlraum 14 bildet sich eine Drallströmung aus. Beim Übergang in den Brennraum 22 erfährt die Strömung eine plötzliche starke Erweiterung des axialen Strömungsquerschnittes, und die Drallströmung wird instabil und bricht zusammen. Aufgrund dieses sogenannten "Vortex Breakdown" bildet sich an der Mündung des Brenners in den Brennraum eine Rückströmblase 6 aus, die zur Stabilisierung einer Flamme genutzt werden kann. Hierzu wird der Drallströmung innerhalb des Hohlraums 14 wenigstens ein Brennstoff zugemischt. Im Beispiel ist sowohl eine auf der stromaufwärtigen Seite des Brenners zentral angeordnete Zerstäuberdüse 3 vorgesehen, die mit einem Flüssigbrennstoff 12 versorgt wird, und einen Brennstoffspray 4 in die Drallströmung einbringt. Weiterhin sind die Teilkörper 101, 102 des Drallerzeugers mit Öffnungen 31 versehen. Durch diese Öffnungen sind Rohre 32 hindurchgeführt. Diese Rohre sind extern gehalten, auf eine Weise die hier nicht dargestellt ist, und die auch nicht erfindungswesentlich ist. Hingegen besteht keine feste Verbindung zwischen einem Rohr 32 und den Teilkörpern 101, 102 des Drallerzeugers. Über die Rohre 32 wird ein Brennstoff für den Vormischbetrieb des Brenners mit gasförmigen Brennstoffen 17 herangeführt und in die verdrallte Verbrennungsluft 15 eingebracht. Bevorzugt ist das Ende des Rohres, aus dem der Brennstoff ausströmt, leicht düsenförmig ausgebildet. Dies beeinflusst die Druck- und Strömungsverhältnisse auf eine Weise, damit kein Brennstoff an der Aussenwand des Rohres 32 entlang durch die Öffnung 31 in den Aussenraum des Brenners zurückströmt.A first preferred embodiment of an inventive Premix burner can be found in Fig. 1. It is essentially around the premix burner known from EP 0 321 809, whose Swirl generator made of nested conical half-bodies 101, 102 consists. The burner is shown partially cut. The partial body 101, 102 enclose a cavity 14, the cross section of which is axial Extended direction of the burner to the combustion chamber 22. A gaseous one Oxidation medium - generally air or another oxygen-containing Gas - 15 flows through tangential slots 19 which extend in the axial direction of the Insert the burner into this cavity. A forms in the cavity 14 Swirl flow out. The flow experiences at the transition into the combustion chamber 22 a sudden sharp widening of the axial flow cross-section, and the Swirl flow becomes unstable and breaks down. Because of this The so-called "Vortex Breakdown" forms at the mouth of the burner the combustion chamber a backflow bladder 6, which is used to stabilize a Flame can be used. For this purpose, the swirl flow within the Cavity 14 admixed at least one fuel. In the example is both one centrally located on the upstream side of the burner Atomizer nozzle 3 is provided, which supplies a liquid fuel 12 is, and brings a fuel spray 4 into the swirl flow. Furthermore are the partial bodies 101, 102 of the swirl generator are provided with openings 31. By these openings are passed through pipes 32. These pipes are external held in a way that is not shown here, and neither is essential to the invention. On the other hand, there is no fixed connection between a tube 32 and the partial bodies 101, 102 of the swirl generator. About the Pipes 32 is a fuel for the premix operation of the burner gaseous fuels 17 brought up and swirled in the Combustion air 15 introduced. Preferred is the end of the tube from which the fuel flows out, slightly nozzle-shaped. This affects the Pressure and flow conditions in a way so that no fuel on along the outer wall of the tube 32 through the opening 31 in the Outside of the burner flows back.

In Fig. 2 ist derselbe Brenner ohne Schnitt dargestellt. Im Sinne einer besseren Übersichtlichkeit ist die Flüssigbrennstoffversorgung nicht dargestellt. In Fig. 2 ist gut zu erkennen, wie ein Gaversorgungsrohr 32 von aussen durch die Öffnung 31 des Drallerzeuger-Teilkörpers 101 hindurchgeführt ist.In Fig. 2 the same burner is shown without a section. For the better The liquid fuel supply is not shown for clarity. In Fig. 2 can be clearly seen how a hammer supply pipe 32 from the outside through the Opening 31 of the swirl generator body 101 is passed.

Die externe Halterung der Gasversorgungsrohres 32, ohne Befestigung an den Bauteilen des Drallerzeugers, hat beim Einsatz des Brenners unter entsprechenden thermischen Bedingungen wesentliche Vorteile. Die Verbrennungsluft 15 erreicht Temperaturen von mehreren 100°C. 500°C liegen aus heutiger Sicht eher auf der konservativen Seite, während in Verbindung mit höheren Druckverhältnissen der Arbeitsprozesse von Gasturbinen und externer Verbrennungsluftvorwärmung Temperaturen um 700°C diskutiert werden. Hingegen ist eine mögliche Vorheiztemperatur der gasförmigen Brennstoffe auf beispielsweise 150°C oder 200 °C begrenzt. Damit weisen die Drallerzeuger-Teilkörper und die Gasversorgungsrohre 32 im Betrieb sehr unterschiedliche Temperaturen und thermische Dehnungen auf. Wenn eine Gasversorgung nunmehr fest mit einem Drallerzeuger-Teilkörper verbunden ist, stellen sich im Betrieb aufgrund behinderter thermischer Dehnungen starke Wärmespannungen ein, die zumindest die Lebensdauer des Brenners verkürzen.The external bracket of the gas supply pipe 32, without attachment to the Components of the swirl generator, has when using the burner appropriate thermal conditions significant advantages. The Combustion air 15 reaches temperatures of several 100 ° C. 500 ° C from today's perspective, more on the conservative side, while in connection with higher pressure ratios of the working processes of gas turbines and external ones Combustion air preheating temperatures around 700 ° C can be discussed. In contrast, a possible preheating temperature of the gaseous fuels is up for example 150 ° C or 200 ° C limited. The swirl generator partial bodies thus have and the gas supply pipes 32 are very different in operation Temperatures and thermal expansions. If a gas supply is now firmly connected to a swirl generator part, in the Operation strong due to disabled thermal expansion Thermal stresses that are at least the life of the burner shorten.

In Fig. 1 wie in Fig. 2 ist zu erkennen, dass die dem Brennraum 22 zugewandte Frontpartie des Brenners zweiteilig aufgebaut ist. Der Drallerzeuger ist auf einer Trägerstruktur 42 gehalten, während ein Hitzeschutzschild 41 ohne direkten grossflächigen Kontakt mit der Trägerstuktur 42 diese vor unmittelbarem Kontakt mit Heissgas innerhalb des Brennraums 22 schützt. Die Trägerstruktur Ihrerseits ist mit einer Anzahl von Bohrungen 11 versehen, durch welche ein Kühlmedium 18, bevorzugt das Oxydationsmedium, in einen als Kühlkanal ausgebildeten Zwischenraum zwischen der Trägerstruktur und dem Hitzeschutzschild strömt. Die Trägerstruktur dient damit gleichzeitig als Lochblech für eine Prallkühlung des Hitzeschutzschildes, und wird selbst durch das durchströmende Kühlmittel 18 gekühlt. Der Kühlkanal ist seinerseits durch einen in Umfangsrichtung des Brenners verlaufenden umlaufenden Steg 411 in radialer Richtung geteilt, die sowohl am Hitzeschutzschild als auch an der Trägerstruktur angeordnet sein kann. Durch diese Unterteilung werden schädliche Radialströmungen, aufgrund derer Heissgase in den Kühlkanal eindringen können, vermieden. Der Hitzeschutzschild ist mittels Bolzen an der Trägerstruktur befestigt, die in der Darstellung Fig. 1 und Fig. 2 nicht gezeigt sind. Die relativ weiche Befestigung mittels einiger Bolzen gewährleistet eine wenigstens teilweise Kompensation unterschiedlicher thermischer Dehnungen, weshalb diese nicht zu ausgeprägten mechanischen Spannungen führen. Weiterhin ist die Trägerstruktur, auf welcher der Drallerzeuger montiert ist, vor exzessivem Wärmeeintrag geschützt. Dadurch unterscheidet sich dessen Temperatur nur unwesentlich von der der Drallerzeuger-Teilkörper, weshalb auch an der Verbindungsstelle zwischen dem Drallerzeuger und der Trägerstruktur Spannungsüberhöhungen aufgrund unterschiedlicher thermischer Dehnungen vermieden werden.In FIG. 1 as in FIG. 2 it can be seen that the combustion chamber 22 facing Front part of the burner is constructed in two parts. The swirl generator is on a support structure 42 held, while a heat shield 41 without direct large-area contact with the support structure 42 before this protects direct contact with hot gas within the combustion chamber 22. The Support structure for your part is provided with a number of holes 11, through which a cooling medium 18, preferably the oxidation medium, into one formed as a cooling channel space between the support structure and the heat shield flows. The support structure thus also serves as Perforated plate for an impingement cooling of the heat shield, and is by itself the coolant 18 flowing through is cooled. The cooling duct is in turn through a circumferential web 411 in the circumferential direction of the burner in radial direction divided, both on the heat shield and on the Support structure can be arranged. Through this subdivision harmful radial flows, due to which hot gases enter the cooling channel can penetrate avoided. The heat protection shield is attached to the by means of bolts Carrier structure attached, which is not shown in the illustration Fig. 1 and Fig. 2 are. The relatively soft attachment using a few bolts ensures one at least partial compensation of different thermal expansions, which is why they do not lead to pronounced mechanical stresses. Furthermore, the support structure on which the swirl generator is mounted is in front excessive heat input protected. This makes it different Temperature is only marginally different from that of the swirl generator part, which is why also at the junction between the swirl generator and the Support structure stress increases due to different thermal expansion can be avoided.

Der in Fig. 1 und 2 perspektivisch dargestellte Brenner ist in Fig. 3 in einem Längsschnitt gezeigt. In dieser Darstellung ist insbesondere die Konfiguration der Brennerfront gut zu erkennen. Der Drallerzeuger ist fest auf der Trägerstruktur 42 montiert. An diesen ist mittels Bolzen 43 der Hitzeschutzschild 41 montiert, der zwischen der Trägerstruktur und dem Hitzschutzschild einen umlaufenden Steg 411 aufweist. Die Bolzenverbindung kann dabei so weich ausgeführt werden, dass eine Relativverschiebung zwischen der Trägerstruktur und dem Hitzeschutzschild nur gering behindert wird.The burner shown in perspective in FIGS. 1 and 2 is in one in FIG Longitudinal section shown. The configuration is particularly important in this representation the front of the burner is clearly visible. The swirl generator is firmly on the Carrier structure 42 mounted. At this is the bolt 43 Heat shield 41 mounted between the support structure and the Heat protection shield has a circumferential web 411. The bolt connection can be made so soft that a relative shift only slightly hindered between the support structure and the heat protection shield becomes.

Der erfindungsgemässe Vormischbrenner kann selbstverständlich auch ohne den Hitzeschutzschild realisiert werden. Die Anordnung eines Hitzeschutzschildes, dessen Befestigung eine weitgehend unbehinderte thermische Differenzdehnung zwischen diesem Hitzeschutzschild und den restlichen Komponenten des Brenners gewährleistet, ist aber eine konsequente Fortführung des Erfindungsgedankens. Daher ist diese Ausführungsform in allen nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen gewählt. Es muss jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass diese Ausführungsform, obschon vorteilhaft, das Wesen der Erfindung nicht berührt, und nicht als Einschränkung zu verstehen ist.The premix burner according to the invention can of course also be used without the heat protection shield can be realized. The arrangement of a Heat protection shield, the attachment of which is largely unobstructed differential thermal expansion between this heat shield and the rest of the components of the burner, but is a consistent one Continuation of the inventive idea. Therefore, this embodiment is in selected all the embodiments shown below. It must however, it should be expressly pointed out that this embodiment, although advantageous, does not affect the essence of the invention, and not as Restriction is to be understood.

Im Bedarfsfalle wird auch die Tägerstuktur nicht unmittelbar an der Brennraumwand befestigt, sondern diese ist mittels Rohren oder Stangen 33 ebenfalls so an der Brennraumwand befestigt, dass Relativbewegungen aufgrund thermischer Dehnungen auch hier nur gering behindert werden. In einer bevorzugten Variante werden Halterungen als Rohre ausgeführt, welche an der Stirnseite der Trägerstruktur zum Brennraum hin verlängert und durch den Hitzeschutzschild hindurchgeführt ist. Diese Rohre 33 können für die Zufuhr eines gasförmigen Brennstoffs 16 für den sogenannten Pilotbetrieb genutzt werden. Bei einer sehr hohen Brenner-Luftzahl genügt die Menge eines gasförmigen Brennstoffes nicht mehr, um, bei einer Zufuhr über die Vormisch-Gaszufuhr 32, eine stabile Vormischflamme zu gewährleisten. In einem solche Betriebszustand wird die Gasmenge als sogenanntes Pilotgas 16 über die Leitungen 33 zugeführt, und verbrennt dann in einer Diffusionsflamme. Diese erzeugt zwar einerseits deutlich mehr Stickoxide, ist aber bei hohen Brenner-Luftzahlen ungleich stabiler als eine Vormischflamme.If necessary, the carrier structure is not directly on the Fixed combustion chamber wall, but this is by means of tubes or rods 33 also attached to the combustion chamber wall so that relative movements are only slightly hampered here due to thermal expansion. In a preferred variant, holders are designed as tubes, which extended at the front of the support structure towards the combustion chamber and through the heat shield is passed through. These tubes 33 can for Supply of a gaseous fuel 16 for the so-called pilot operation be used. If the burner air ratio is very high, the amount is sufficient of a gaseous fuel no longer, um, when supplied via the Premix gas supply 32 to ensure a stable premix flame. In Such an operating state is the amount of gas as a so-called pilot gas 16 supplied via lines 33, and then burns in a diffusion flame. On the one hand, this generates significantly more nitrogen oxides, but it is at high levels Burner air ratios far more stable than a premix flame.

Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemässen Brenner mit einer alternativen, aber vollkommen gleichwirkenden Bauart des Drallerzeugers. Im Gegensatz zu den vorangehend dargestellten Drallerzeugerbauarten ist der Drallerzeuger 100 nämlich nicht kegelförmig sondern zylinderförmig ausgestaltet. Die Erweiterung des Strömungsquerschnitts des Brenner-Hohlraums 14 wird bei dieser Bauart dadurch erreicht, dass sich im Inneren des Brenners ein kegelförmiger Verdrängungskörper 8 befindet, der sich in axialer Strömungsrichtung verjüngt. Ausdrücklich zu erwähnen ist, dass sich selbstverständlich auch ein sich erweiternder Drallerzeuger mit einem Verdrängungskörper kombinieren lässt. Im Extremfalle könnte gar ein sich in axialer Strömungsrichtung verjüngender Drallerzeuger benutzt werden, in welchem ein sich noch stärker verjüngender Verdrängungskörper eingesetzt ist: Bei entsprechender Auslegung vergrössert sich der durchströmte Querschnitt des Hohlraums 14 im Drallerzeuger dennoch. In diesem Verdrängungskörper kann eine Flüssigbrennstoffdüse 3 angeordnet sein, deren hier dargestellte Anordnung unmittelbar an der Kegelspitze keineswegs zwingend ist. Wie in den vorangehend gezeigten Ausführungsbeispielen wird ein gasförmiger Brennstoff 17 für den Vormischbetrieb auch hier über Leitungen 32 in die verdrallte Verbrennungsluft 15 eingebracht, welche Leitungen keine starre Verbindung mit dem Drallerzeuger 100 aufweisen. Der tangentiale Eintrittsschlitz 19 ist in diesem Beispiel nicht unmittelbar bis an die Brennermündung fortgesetzt; es kann davon gesprochen werden, dass sich stromab bis hin zur Brennermündung eine Mischstrecke an den Drallerzeuger anschliesst. Dieser Punkt ist unten detaillierter erörtert. Wie bei den Brennern mit Drallerzeuger in divergenter Bauart platzt auch bei dem Brenner mit zylindrischen Drallerzeuger die vorgemischte Drallströmung beim plötzlichen Querschnittsübergang vom Brenner-Innenraum zum Brennraum 22 auf, und bildet so die Rückströmzone 6 aus, die schliesslich eine Stabilisierung einer Flamme bewirkt.Fig. 4 shows a burner according to the invention with an alternative, but completely equivalent design of the swirl generator. In contrast to the The swirl generator types shown above is the swirl generator 100 namely not conical but cylindrical. The extension the flow cross section of the burner cavity 14 is in this type achieved by creating a conical inside the burner Displacement body 8 is located, which tapers in the axial flow direction. It should be explicitly mentioned that of course there is also one expanding swirl generator can be combined with a displacement body. In extreme cases, a tapering in the axial flow direction could even occur Swirl generators are used, in which an even more tapered Displacement body is used: Enlarged with the appropriate design the cross section of the cavity 14 in the swirl generator yet. A liquid fuel nozzle 3 can be arranged in this displacement body be arranged, the arrangement shown here directly on the Cone tip is by no means mandatory. As shown in the previous ones Embodiments is a gaseous fuel 17 for the Premix operation here also via lines 32 into the swirled combustion air 15 introduced which lines have no rigid connection with the Have swirl generator 100. The tangential entry slot 19 is in this Example does not continue immediately to the mouth of the burner; it can are said to be downstream to the burner mouth connects a mixing section to the swirl generator. This point is below discussed in more detail. As with the burners with swirl generator in divergent The design also bursts on the burner with cylindrical swirl generator premixed swirl flow at sudden cross-section transition from Burner interior to the combustion chamber 22, and thus forms the backflow zone 6 which ultimately stabilizes a flame.

Wie diese Beispiele zeigen, kann der axiale Verlauf der Drallkörperkontur in Kombination mit einem inneren Verdrängungskörper bei einem erfindungsgemässen Brenner in weiten Grenzen variiert werden. Insbesondere kann auch der Verdrängungskörper eine Reihe unterschiedlicher Konturen in Richtung der Brenner-Längsachse aufweisen, ohne die Erfindung in Ihrem Wesen zu beeinflussen. Entscheidend ist, dass im Zusammenspiel des Drallerzeugers und des Verdrängungskörpers der axial durchströmte Querschnitt des Innenraums des Drallerzeugers zunimmt.As these examples show, the axial course of the swirl body contour in Combination with an inner displacement body in one Burner according to the invention can be varied within wide limits. In particular the displacement body can also have a number of different contours Have direction of the burner longitudinal axis without the invention in your To influence beings. It is crucial that in the interaction of the Swirl generator and the displacement body which flowed through axially Cross section of the interior of the swirl generator increases.

Ebenso, wie die axiale Kontur des Drallerzeugers in sehr weiten Bereichen variiert werden kann, wobei selbstverständlich bestimmte Geometrien aus fluidmechanischen oder fertigungstechnischen Überlegungen zu bevorzugen sind, kann auch der Aufbau des Drallerzeugers im Querschnitt in weiten Grenzen bestimmten Bedingungen, beispielsweise fluiddynamische, reaktionskinetische oder fertigungstechnische Erfordernisse, angepasst werden. Figuren 5 bis 8 vermitteln einen kleinen Einblick in die Vielzahl möglicher Geometrien. In Fig. 5 besteht der Drallerzeuger aus zwei im Querschnitt halbkreisförmigen Teilkörpern 101, 102, mit jeweils einer Einlauf-Leitstrecke. Die Mittelachsen 101 a und 102a der beiden Teilkörper sind voneinander verschieden, wodurch die tangentialen Einlassöffnungen 19 entstehen. Die Teilkörper können selbstverständlich statt halbkreisförmig auch spiral- oder ellipsenförmig, oder auch oval sein, durch welche Wahl die Feinstruktur der Drallströmung im Drallerzeuger-Hohlraum beeinflusst wird. Ebenso kann der Drallerzeuger auch aus mehr als zwei gegeneinander versetzten Teilkörpern bestehen, wie in Fig. 6 dargestellt. In Fig. 7 ist ein Drallerzeuger im Querschnitt dargestellt, der aus vier aerodynamischen Schaufelprofilen 101, 102, 103, 104 besteht, die so angeordnet sind, dass ebenfalls tangentiale Eintrittsöffnungen 19 entstehen. Vorstellbar wäre prinzipiell, die Teilkörper schwenkbar zu gestalten, um auf diese Weise eine variable Geometrie der Einlassöffnungen 19 zu realisieren. In Fig. 8 ist der Drallerzeuger 100 schliesslich als monolithisches Bauteil ausgeführt, in welches tangentiale Schlitze 19 eingefräst - oder durch ein anderes Bearbeitungsverfahren eingebracht - sind. Alle Beispiele aus den Figuren 5 bis 8 können selbstverständlich mit beliebiger axialer Kontur des Drallerzeugers ausgeführt werden, und mit oder ohne einen inneren Verdrängungskörper.As well as the axial contour of the swirl generator in very wide areas can be varied, of course certain geometries fluid mechanical or manufacturing considerations to be preferred are, the structure of the swirl generator in cross section can be wide Certain conditions, for example fluid dynamic, reaction kinetic or manufacturing requirements become. Figures 5 to 8 give a small insight into the multitude possible geometries. In Fig. 5, the swirl generator consists of two in Cross-section of semicircular partial bodies 101, 102, each with an inlet guide section. The central axes 101a and 102a of the two partial bodies are different from one another, as a result of which the tangential inlet openings 19 arise. The partial body can of course also instead of semicircular be spiral or elliptical, or even oval, by which choice the Fine structure of the swirl flow in the swirl generator cavity is influenced. The swirl generator can also consist of more than two against each other offset partial bodies exist, as shown in Fig. 6. 7 is a Swirl generator shown in cross section, consisting of four aerodynamic Bucket profiles 101, 102, 103, 104, which are arranged so that tangential inlet openings 19 also arise. Would be conceivable in principle, to make the partial body pivotable in order to create a to implement variable geometry of the inlet openings 19. 8 is the Swirl generator 100 finally designed as a monolithic component, in which tangential slots 19 milled - or by another Machining procedures introduced - are. All examples from Figures 5 to 8 can of course with any axial contour of the swirl generator be carried out, and with or without an internal displacement body.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung des erfindungsgemässen Brenners gemäss Figur 9 ist einem Drallerzeuger 100 eine Mischstrecke 220 für eine verbesserte Vermischung von Brennstoff und Brennluft in axialer Durchströmungsrichtung des Brenners nachgeschaltet. Der Drallerzeuger ist als kegeliger Drallerzeuger, bestehend aus vier Drallerzeuger-Teilkörpern dargestellt, von denen im gewählten Schnitt zwei Teilkörper 101 und 102 vollständig und der Teilkörper 103 teilweise sichtbar sind. Wiederum enthält jeder Teilkörper eine Durchführung 31 für eine Vormisch-Gasleitung 32, über die ein gasförmiger Brennstoff 17 für den Gas-Vormischbetrieb des Brenners zuführbar ist. Von den insgesamt vier Vormisch-Gasleitungen sind in der gewählten Darstellung nur zwei sichtbar, nämlich die, die durch die Teilkörper 101 und 102 hindurchgeführt sind. Wiederum sind diese Leitungen an ihrem Ende leicht düsenförmig gestaltet. Dadurch verhindert der mit hoher Geschwindigkeit ausströmende Brennstoff 17 ein Rückströmen von Brennstoff durch die Durchführungsöffnungen 31. Über eine zentrale Brennstoffdüse 3 ist der Brenner weiterhin mit Flüssigbrennstoff betreibbar. Stromab des Drallerzeugers schliesst sich ein Übergangsstück 200 an, das in Fig. 10 nochmals grösser dargestellt ist. An der Innenwand des Übergangsstücks ist die Wandgeometrie so gestaltet, dass die im Drallerzeuger gebildete Drallströmung 50 möglicht verlustfrei in ein Mischrohr 20 überführt wird. Daher sind in dem Übergangsstück 200 auch eine Anzahl von Überleitungskanälen 201 eingearbeitet, welche die Strömung, die aus jedem tangentialen Eintrittschlitz 19 in den Brennerinnenraum 14 einströmt, unter Vermeidung von Unstetigkeiten in der Wandkontur vom Drallerzeuger zum Mischrohr führt. Das Übergangsstück ist in einem Montagering 10 eingebaut, der den Drallerzeuger 100, das Übergangsstück 200 und das Mischrohr 20 trägt. Im Mischrohr selbst sind tangentiale Wandbohrungen 21 eingebracht, durch die eine Luftmenge 151 in das Mischrohr einströmt. Durch diese zusätzliche Luft wird verhindert, dass sich zündfähiges Gemisch in der wandnahen Strömungsgrenzschicht befindet, in welcher aufgrund der lokal geringen Strömungsgeschwindigkeit ein Rückzünden einer Flamme in das Mischrohr hinein stattfinden könnte. Das Mischrohr mündet mit einem kleinen Übergangsradius und einer Abrisskante 212 in den Brennraum 22. Radial ausserhalb der Abrisskante ist eine umlaufende Nut in der Stirnseite des Brenners eingearbeitet. Aufgrund dieser speziellen Konfiguration bildet sich eine Ablöseblase 6 mit einer vergleichsweise grossen radialen, aber einer sehr kleinen axialen Ausdehnung. Die Frontpartie des exemplarisch gezeigten Brenners ist, wie oben bereits ausführlich diskutiert, .wiederum mit einem Hitzeschutzschild versehen. In a further preferred embodiment of the burner according to the invention according to FIG. 9 is a swirl generator 100 a mixing section 220 for an improved Mixing of fuel and combustion air in the axial direction of flow downstream of the burner. The swirl generator is a conical swirl generator, consisting of four swirl generator parts shown, of which in selected section two partial bodies 101 and 102 completely and the partial body 103 are partially visible. Again each sub-body contains one Implementation 31 for a premix gas line 32, through which a gaseous Fuel 17 for the gas premix operation of the burner can be supplied. Of The total of four premix gas lines are shown in the illustration only two visible, namely those through the partial bodies 101 and 102 are passed through. Again, these lines are light at the end designed nozzle-shaped. This prevents it from moving at high speed outflowing fuel 17 a backflow of fuel through the Feed-through openings 31 is via a central fuel nozzle 3 Burner can still be operated with liquid fuel. Downstream of the swirl generator is followed by a transition piece 200, which is even larger in FIG. 10 is shown. The wall geometry is on the inner wall of the transition piece designed in such a way that the swirl flow 50 formed in the swirl generator is possible is transferred without loss into a mixing tube 20. Therefore, in the Transition piece 200 also has a number of transfer channels 201 incorporated which is the flow coming from each tangential entry slot 19 flows into the burner interior 14, avoiding Discontinuities in the wall contour from the swirl generator leads to the mixing tube. The Transition piece is installed in a mounting ring 10, which is the swirl generator 100, the transition piece 200 and the mixing tube 20 carries. In the mixing tube itself are tangential wall bores 21 through which an amount of air 151 flows into the mixing tube. This additional air prevents that there is an ignitable mixture in the flow boundary layer close to the wall is in which due to the locally low flow velocity A flame could re-ignite into the mixing tube. The Mixing tube opens with a small transition radius and a tear-off edge 212 into the combustion chamber 22. Radially outside the tear-off edge is one circumferential groove incorporated in the front of the burner. Based on these A special configuration forms a detachment bubble 6 with a comparatively large radial, but a very small axial extent. The front part of the burner shown as an example is as above discussed in detail, provided with a heat shield.

Die anhand der Zeichnung dargestellten und oben diskutierten Ausführungsbeispiele der Erfindung können selbstverständlich keinen vollständigen Überblick über alle denkbaren Ausführungsformen der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung darstellen. Es handelt sich lediglich um instruktive Darstellungen einiger Varianten, die nach dem Kenntnisstand der Anmelderin zum Zeitpunkt der Anmeldung bevorzugt werden.The illustrated with the aid of the drawing and discussed above Of course, embodiments of the invention cannot Complete overview of all conceivable embodiments of the in the Represent claims marked invention. It's just about for instructive representations of some variants, based on the state of knowledge preferred to the applicant at the time of registration.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

33

Zerstäuberdüseatomizer

44

Flüssigbrennstoff-SprayLiquid fuel spray

66

Rückströmblasebackflow

88th

Verdrängungskörperdisplacer

1010

Montageringmounting ring

1111

Kühlöffnungencooling apertures

1212

Flüssigbrennstoffliquid fuel

1414

Hohlraumcavity

1515

Oxydationsmedium, VerbrennungsluftOxidizing medium, combustion air

1616

gasförmiger Brennstoff für Pilotbetriebgaseous fuel for pilot operation

1717

gasförmiger Brennstoff für den Vormischbetrieb des Brennersgaseous fuel for the premix operation of the burner

1818

Kühlmediumcooling medium

1919

tangentiale Einlassschlitzetangential inlet slots

2020

Mischrohrmixing tube

2121

tangentiale Wandbohrungentangential wall holes

2222

Brennraumcombustion chamber

3131

Öffnungenopenings

3232

Rohre zur Zufuhr von gasförmigem Brennstoff für den Vormischbetrieb des BrennersPipes for the supply of gaseous fuel for the Premix operation of the burner

3333

Befestigungsrohr, Befestigungsstange, Zuführleitung für Pilotgas Mounting pipe, mounting rod, supply line for pilot gas

4141

HitzeschutzschildHeat shield

4242

Trägerstruktursupport structure

4343

Bolzenbolt

5050

Drallströmungswirl flow

100100

Drallerzeugerswirl generator

101101

Drallerzeuger-TeilkörperSwirl generator partial body

101a101

Mittelachse des Teilkörpers 101Center axis of partial body 101

102102

Drallerzeuger-TeilkörperSwirl generator partial body

102a102

Mittelachse des Teilkörpers 102Center axis of partial body 102

103103

Drallerzeuger-TeilkörperSwirl generator partial body

103a103a

Mittelachse des Teilkörpers 103Center axis of partial body 103

104104

Drallerzeuger-TeilkörperSwirl generator partial body

104a104a

Mittelachse des Teilkörpers 104Center axis of partial body 104

151151

Luftmengeair flow

200200

ÜbergangsstückTransition piece

201201

ÜberführungskanalTransfer channel

212212

Abrisskantetear-off edge

220220

Mischstreckemixing section

411411

Stegweb

Claims (22)

1. Premix burner, which premix burner has an axial through-flow direction as well as an upstream end and a downstream end, including a swirl generator (100) for swirling up a gaseous oxidizing medium (15), and means for injecting at least one fuel (12, 17) into the swirling flow which is generated in this way, the oxidizing medium flowing into the premix burner through the swirl generator, and which swirl generator likewise has an axial through-flow direction, which swirl generator encloses a cavity (14), and which swirl generator has at least one tangential slot (19) which runs in the axial direction and through which the oxidizing medium flows into the cavity in the tangential direction, which cavity has a through-flow cross section, the cross-sectional area of which, at least in sections, increases towards the downstream end of the swirl generator, and which premix burner has a step change in cross section at its downstream end, characterized in that the swirl generator (100) or partial bodies (101, 102, 103, 104) of the swirl generator have openings, and in that tubes are provided as means for injecting the gaseous fuel, which tubes (32) project through the openings (31) into the cavity (14) in the swirl generator and are mechanically decoupled from the swirl generator.
2. Premix burner according to Claim 1, characterized in that the axial through-flow direction of the swirl generator is identical to the axial through-flow direction of the premix burner.
3. Premix burner according to Claim 1, characterized in that the swirl generator comprises a monolithic hollow body, into which at least one tangential slot (19) extending in the axial direction of the swirl generator is machined.
4. Premix burner according to Claim 1, characterized in that the swirl generator comprises a number of partial bodies (101, 102, 103, 104), the longitudinal axes (101a, 102a, 103a, 104a) of which are arranged offset with respect to one another, in such a manner that a tangential slot (19) extending in the direction of the burner longitudinal axis is formed between each pair of partial bodies.
5. Premix burner according to Claim 1, characterized in that the swirl generator is substantially cylindrical in shape.
6. Premix burner according to Claim 1, characterized in that the swirl generator has a conicity, such t,hat the swirl generator has a continuously widening diameter in its axial through-flow direction.
7. Premix burner according to Claim 1, characterized in that a displacement body (8), which, at least in sections, narrows towards the downstream end of the burner, is installed inside the cavity (14).
8. Premix burner according to Claim 1, characterized in that means (3) for introducing a liquid fuel (12) into the swirling flow are arranged in the vicinity of the burner axis.
9. Premix burner according to Claim 1, characterized in that each tangential slot (19) is assigned at least one means for injecting a gaseous fuel in order for the burner to be operated with a premixed gas flame.
10. Premix burner according to Claim 9, characterized in that the end of the tubes is in nozzle form.
11. Premix burner according to Claim 1, characterized in that the premix burner (42), at its downstream end, is secured to a support structure (42), by means of which support structure the burner can be mounted on a combustion chamber wall, in that a heat shield (41) is arranged downstream of the support structure, which heat shield is secured to the support structure, in such a manner that there is no direct contact between the support structure and the heat shield and a distance is present between the support structure and the heat shield, and in that securing means (43) which are used to secure the heat shield to the support structure are selected in such a way that it is ensured that the heat shield and support structure can be displaced relative to one another.
12. Premix burner according to Claim 13, characterized in that the heat shield is cooled.
13. Premix burner according to Claim 12, characterized in that the support structure is provided with a multiplicity of openings (11) through which a coolant (18) flows in operation, which coolant effects both convective cooling of the support structure and impingement cooling of the heat shield.
14. Premix burner according to Claim 12, characterized in that the coolant is the same medium as the oxidizing medium.
15. Premix burner according to Claim 12, characterized in that the distance between the heat shield and the support structure is a cooling passage.
16. Premix burner according to Claim 15, characterized in that the cooling passage is divided up by an encircling fin (411).
17. Premix burner according to Claim 1, characterized in that a mixing section (220) is arranged downstream of the swirl generator (100).
18. Premix burner according to Claim 17, characterized in that the mixing section is designed as a tubular mixing element (20), the longitudinal axis of which is substantially identical to the burner axis.
19. Premix burner according to Claim 17, characterized in that has transition passages (201), which run in the direction of flow, between the swirl generator (100) and the mixing section (220) in the axial direction of flow of the burner, for transferring the swirling flow (50) formed in the swirl generator into the mixing section.
20. Premix burner according to Claim 19, characterized in that the number of transition passages (201) is equal to the number of tangential inlet slots (19).
21. Premix burner according to Claim 11, characterized in that the support structure is secured to the combustion chamber wall by tubes or rods (33) which extend from the support structure counter to the axial flow direction of the burner.
22. Premix burner according to Claim 21, characterized in that the tubes (33) lead through the heat shield, and in that these tubes are simultaneously feed lines for a gaseous fuel (16) for operation with a gas diffusion flame.

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