JP6793250B2 - Oxygen fuel combustor and oxygen and fuel injection method - Google Patents

Oxygen fuel combustor and oxygen and fuel injection method Download PDF

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Description

本発明は酸素燃料燃焼器及び酸素と燃料の噴射方法に関するもので、より具体的には、独特な酸素の噴射構造及び独特な酸素の噴射方法に関し、酸素と燃料の高速流動を通じて視覚的に見えず、広い燃焼反応帯を形成するとともに、高温の排気ガスを火炎内に流入して排気ガスが火炎と反応することができる酸素燃料燃焼器及び酸素と燃料の噴射方法に関するものである。 The present invention relates to an oxygen fuel combustor and an oxygen and fuel injection method, and more specifically, a unique oxygen injection structure and a unique oxygen injection method are visually visible through high-speed flow of oxygen and fuel. The present invention relates to an oxygen fuel combustor capable of forming a wide combustion reaction zone and allowing high-temperature exhaust gas to flow into a flame so that the exhaust gas reacts with the flame, and an oxygen and fuel injection method.

一般的に、製鉄製鋼及び溶湯鍛造工程で用いる産業用燃焼器は、燃料と酸化剤である空気を利用して火炎を形成し、形成された火炎の温度によって加熱しようとする素材の温度を上昇させて、後処理工程の利便性に役立つようにするためのもので、工業用炉に設置される。このような従来の産業用燃焼器は、限られたスペースを有する工業用炉で用いられ、燃料ノズルから燃料を供給し、燃料ノズルとは別途に設置されている酸化剤である空気を供給するための空気ノズルを通じて常温の空気または空気予熱器(RECUPERATOR)を通じて空気を約500℃まで予熱する構成により汚染物質が多量発生し、エネルギーが過度に消費されるなどの問題点もあった。 In general, industrial combustors used in steelmaking and molten metal forging processes use fuel and air, which is an oxidizer, to form a flame, and the temperature of the formed flame raises the temperature of the material to be heated. It is intended to be useful for the convenience of the post-treatment process and is installed in an industrial furnace. Such a conventional industrial combustor is used in an industrial furnace having a limited space, supplies fuel from a fuel nozzle, and supplies air, which is an oxidizing agent installed separately from the fuel nozzle. There is also a problem that a large amount of pollutants are generated and energy is excessively consumed due to the configuration in which air at room temperature or air is preheated to about 500 ° C. through an air preheater (RECUPERATOR).

一方、排気ガスの廃熱を利用して1000℃以上に空気を予熱して用いる蓄熱式燃焼器の場合、燃料の節約効果は一般的な酸素燃焼器と類似するが、その設備が複雑でメンテナンスに困難があり、設備の投資費用が高いだけでなく、一般的な酸素燃焼器に比べて10倍以上の大きさを有するため、設置面積が大きくなるなどの問題点があった。 On the other hand, in the case of a heat storage type combustor that uses waste heat of exhaust gas to preheat air to 1000 ° C or higher, the fuel saving effect is similar to that of a general oxygen combustor, but the equipment is complicated and maintenance is required. Not only is the investment cost of the equipment high, but it also has a problem that the installation area becomes large because it is 10 times or more larger than a general oxygen combustor.

また、一部特殊分野で酸素燃焼器が用いられているが、一般的な空気と燃料を用いる一般的な燃焼器の火炎に比べて800℃以上の高い断熱火炎を有するが、高温の短い火炎によって加熱素材の局部加熱による材料の不良及びバーナー自体の破損などの問題を誘発するという問題点があった。 Oxygen combustors are used in some special fields, but they have a high adiabatic flame of 800 ° C or higher compared to the flames of general combustors that use general air and fuel, but they have a short high temperature. There is a problem that it induces problems such as defective material due to local heating of the heating material and damage to the burner itself.

そして、一般の燃焼器に対して30%以上の高い省エネルギー効果と80%以上の低い排気ガス放出にもかかわらず、大量の窒素酸化物(NOx)が発生されるという問題があるため、一般的な工業用炉では使用できない実情である。 And, despite the high energy saving effect of 30% or more and the low exhaust gas emission of 80% or more for general combustors, there is a problem that a large amount of nitrogen oxides (NOx) are generated, so that it is common. This is a fact that cannot be used in ordinary industrial furnaces.

背景技術として大韓民国公開特許公報第2003−0061336号(発明の名称:不燃性物質を分解するためのバーナー、2003.07.18公開)がある。 As a background technique, there is Korean Patent Publication No. 2003-0061336 (title of invention: burner for decomposing nonflammable substances, published on 2003.07.18).

本発明の目的は、従来の問題点を解決するために案出されたものであり、独特な酸素の噴射構造及び独特な酸素の噴射方法を通じて広い燃焼反応帯を形成するとともに、高温の排気ガスを火炎内に流入して排気ガスが火炎と反応することができる酸素燃料燃焼器及び酸素と燃料の噴射方法を提供することにある。 An object of the present invention has been devised to solve conventional problems, in which a wide combustion reaction zone is formed through a unique oxygen injection structure and a unique oxygen injection method, and a high-temperature exhaust gas is produced. It is an object of the present invention to provide an oxygen fuel combustor capable of inflowing into a flame and the exhaust gas reacting with the flame, and a method for injecting oxygen and fuel.

前述した本発明の目的を達するための好ましい実施例によれば、本発明による酸素燃料燃焼器は、加熱炉に燃料と酸素が供給されるように前記加熱炉に結合され、燃料と酸素が供給されるように前記加熱炉の内部に露出される吐出ボディ、前記吐出ボディの中央部に貫通形成される中央貫通部、前記中央貫通部を中心とする仮想の円に対する円周方向に沿って相互離隔された状態で、前記吐出ボディに貫通形成される酸素貫通部、前記加熱炉との結合のために、前記吐出ボディの外周面に備えられる結合フランジを含む吐出ヘッドユニットと、前記加熱炉に燃料と一次酸素のうち、少なくとも燃料が供給されるように前記中央貫通部に結合される中央供給ユニットと、前記加熱炉に二次酸素が供給されるように前記酸素貫通部に結合される酸素供給ユニットと、前記中央貫通部で前記加熱炉の内部に露出されるように、前記中央供給ユニットまたは前記中央貫通部に結合され、前記中央供給ユニットで供給される燃料と一次酸素のうち、少なくとも燃料が噴射される中央ノズルユニットと、前記酸素貫通部で前記加熱炉の内部に露出されるように前記酸素供給ユニットまたは前記酸素貫通部に結合され、前記酸素供給ユニットで供給される二次酸素が噴射される酸素ノズルユニットとを含み、前記酸素ノズルユニットには、入口から直径が小さくなるように陥没形成される収容コーン部と、前記吐出ヘッドユニットの前方で燃料の噴射方向と二次酸素の噴射方向が交差するように前記収容コーン部から出口に向かって傾斜するように貫通形成される傾斜噴射孔部とが含まれる。 According to a preferred embodiment for achieving the object of the present invention described above, the oxygen fuel combustor according to the present invention is coupled to the heating furnace so that fuel and oxygen are supplied to the heating furnace, and the fuel and oxygen are supplied. The discharge body exposed inside the heating furnace, the central penetrating portion formed through the central portion of the discharging body, and each other along the circumferential direction with respect to the virtual circle centered on the central penetrating portion. The oxygen penetrating portion formed through the discharge body in a separated state, the discharge head unit including the coupling flange provided on the outer peripheral surface of the discharge body for coupling with the heating furnace, and the heating furnace. Of the fuel and primary oxygen, the central supply unit coupled to the central penetration so that at least the fuel is supplied, and the oxygen bound to the oxygen penetration so that the secondary oxygen is supplied to the heating furnace. At least of the fuel and primary oxygen coupled to the central supply unit or the central penetration and supplied by the central supply unit so that it is exposed inside the heating furnace at the central penetration. The central nozzle unit from which fuel is injected and the secondary oxygen that is coupled to the oxygen supply unit or the oxygen penetration portion so as to be exposed inside the heating furnace at the oxygen penetration portion and supplied by the oxygen supply unit. The oxygen nozzle unit includes an oxygen nozzle unit in which oxygen is injected, and the oxygen nozzle unit has an accommodating cone portion formed by being depressed so as to have a smaller diameter from the inlet, and a fuel injection direction and secondary oxygen in front of the discharge head unit. Includes an inclined injection hole portion formed through the accommodating cone portion so as to incline toward the outlet so that the injection directions of the two intersect.

ここで、前記酸素ノズルユニットには、出口に備えられ、前記傾斜噴射孔部の傾斜方向を指示する傾斜表示部が含まれる。 Here, the oxygen nozzle unit includes an inclination display unit provided at the outlet and indicating an inclination direction of the inclination injection hole portion.

ここで、前記傾斜噴射孔部で噴射される酸素の噴射角は2.5度以上30度以下である。 Here, the injection angle of oxygen injected in the inclined injection hole portion is 2.5 degrees or more and 30 degrees or less.

ここで、前記酸素貫通部は、前記中央貫通部を中心とする第1仮想の円に対する円周方向に沿って相互離隔された状態で貫通形成される第1酸素貫通部と、前記第1仮想の円よりも大きい第2仮想の円に対する円周方向に沿って相互離隔された状態で貫通形成される第2酸素貫通部とを含み、前記酸素供給ユニットは、前記第1酸素貫通部に結合される第1酸素供給ユニットと、前記第2酸素貫通部に結合される第2酸素供給ユニットとを含み、前記酸素ノズルユニットは、前記第1酸素貫通部で前記加熱炉の内部に露出されるように前記第1酸素供給ユニットまたは前記第1酸素貫通部に結合される第1酸素ノズルユニットと、前記第2酸素貫通部で前記加熱炉の内部に露出されるように前記第2酸素供給ユニットまたは前記第2酸素貫通部に結合される第2酸素ノズルユニットとを含む。 Here, the oxygen penetrating portion includes a first oxygen penetrating portion formed through the first virtual circle centered on the central penetrating portion in a state of being separated from each other along the circumferential direction, and the first virtual penetrating portion. The oxygen supply unit is coupled to the first oxygen penetrating portion, including a second oxygen penetrating portion formed through the second virtual circle larger than the circle in a state of being separated from each other along the circumferential direction. A first oxygen supply unit to be generated and a second oxygen supply unit coupled to the second oxygen penetration portion are included, and the oxygen nozzle unit is exposed to the inside of the heating furnace at the first oxygen penetration portion. The first oxygen nozzle unit coupled to the first oxygen supply unit or the first oxygen penetration portion, and the second oxygen supply unit so as to be exposed to the inside of the heating furnace at the second oxygen penetration portion. Alternatively, it includes a second oxygen nozzle unit coupled to the second oxygen penetrating portion.

ここで、前記第1酸素ノズルユニットで噴射される二次酸素の噴射角は、前記第2酸素ノズルユニットで噴射される二次酸素の噴射角よりも大きい。 Here, the injection angle of the secondary oxygen injected by the first oxygen nozzle unit is larger than the injection angle of the secondary oxygen injected by the second oxygen nozzle unit.

ここで、火炎内に流入される排気ガスの量は、二次酸素の噴射間隔、二次酸素の噴射角、燃料と二次酸素の衝突地点の中の少なくともいずれか一つによって調整される。 Here, the amount of exhaust gas flowing into the flame is adjusted by at least one of the injection interval of the secondary oxygen, the injection angle of the secondary oxygen, and the collision point between the fuel and the secondary oxygen.

ここで、前記中央供給ユニットは、前記加熱炉に燃料と一次酸素の中のいずれか一つを供給し、前記加熱炉に供給される燃料と一次酸素の中の何れか一つが移送される第1中央供給管を含む第1中央供給ユニットと、前記中央貫通部に結合され、前記加熱炉に燃料と一次酸素の中の他の一つを供給し、前記第1中央供給管が挿入された状態で、前記加熱炉に供給される燃料と一次酸素の中の他の一つが移送される第2中央供給管を含む第2中央供給ユニットとを含み、前記中央ノズルユニットは、前記第1中央供給管に結合され、第1中央供給管で移送される流体が噴射される第1噴射口が貫通形成される中央ノズル部と、前記中央ノズル部の外周面で突出されて前記第2中央供給管に結合され、第2中央供給管で移送される流体が噴射される第2噴射口が貫通形成されるノズルフランジ部とを含む。 Here, the central supply unit supplies any one of the fuel and the primary oxygen to the heating furnace, and any one of the fuel and the primary oxygen supplied to the heating furnace is transferred. A first central supply unit including one central supply pipe was coupled to the central penetration to supply the heating furnace with another one of fuel and primary oxygen, and the first central supply pipe was inserted. In the state, the central nozzle unit includes the fuel supplied to the heating furnace and the second central supply unit including the second central supply pipe to which the other one in the primary oxygen is transferred, and the central nozzle unit is the first central. A central nozzle portion formed through a first injection port that is coupled to a supply pipe and ejects a fuel transferred through the first central supply pipe, and a central nozzle portion that protrudes from the outer peripheral surface of the central nozzle portion to supply the second central supply. It includes a nozzle flange portion through which a second injection port is formed, which is coupled to a pipe and injects a fluid transferred by a second central supply pipe.

ここで、前記第2噴射口は、前記第2中央供給管で移送される流体の噴射方向が前記第1中央供給管で移送される流体の噴射方向と交差するように前記ノズルフランジ部に傾斜するように貫通形成される。 Here, the second injection port is inclined toward the nozzle flange portion so that the injection direction of the fluid transferred by the second central supply pipe intersects the injection direction of the fluid transferred by the first central supply pipe. It is formed through as if it were.

ここで、前記中央供給ユニットは、前記加熱炉に一次燃料を供給し、前記加熱炉に供給される一次燃料が移送される第1中央供給管を含む第1中央供給ユニットと、前記中央貫通部に結合されて、前記加熱炉に二次燃料を供給し、前記第1中央供給管が挿入された状態で、前記加熱炉に供給される二次燃料が移送される第2中央供給管を含む第2中央供給ユニットとを含み、前記中央ノズルユニットは、前記第1中央供給管に結合され、第1中央供給管で移送される一次燃料が噴射される第1噴射口が貫通形成される中央ノズル部と、前記中央ノズル部の外周面で突出されて前記第2中央供給管に結合され、第2中央供給管で移送される二次燃料が噴射される第2噴射口が貫通形成されるノズルフランジ部とを含む。 Here, the central supply unit supplies a primary fuel to the heating furnace, and includes a first central supply pipe including a first central supply pipe to which the primary fuel supplied to the heating furnace is transferred, and the central penetration portion. Includes a second central supply pipe to which the secondary fuel is supplied to the heating furnace and the secondary fuel supplied to the heating furnace is transferred in a state where the first central supply pipe is inserted. A center including a second central supply unit, the central nozzle unit is coupled to the first central supply pipe, and a first injection port through which the primary fuel transferred in the first central supply pipe is injected is formed through. A nozzle portion and a second injection port that protrudes from the outer peripheral surface of the central nozzle portion and is coupled to the second central supply pipe and injects secondary fuel transferred through the second central supply pipe are formed through. Includes nozzle flange.

ここで、前記第2噴射口は、前記第2中央供給管で移送される二次燃料の噴射方向が前記酸素供給ユニットで供給される酸素の噴射方向と交差するように前記ノズルフランジ部に傾斜するように貫通形成される。 Here, the second injection port is inclined toward the nozzle flange portion so that the injection direction of the secondary fuel transferred by the second central supply pipe intersects the injection direction of oxygen supplied by the oxygen supply unit. It is formed through as if it were.

ここで、前記第2噴射口は、前記酸素ノズルユニットに1:1対応するように備えられる。 Here, the second injection port is provided so as to have a 1: 1 correspondence with the oxygen nozzle unit.

ここで、前記酸素貫通部は二つ〜四つが円周方向に沿って相互離隔して配置される。 Here, two to four oxygen penetrating portions are arranged so as to be separated from each other along the circumferential direction.

本発明による酸素と燃料の噴射方法は、加熱炉の内部温度を測定する温度測定段階と、前記温度測定段階を経て測定される前記加熱炉の内部温度と既定の自動点火温度を比較する温度比較段階と、前記温度比較段階に応じて前記加熱炉の内部温度が既定の自動点火温度よりも小さい場合、燃料に一次酸素と二次酸素を噴射する第1火炎形成段階と、前記温度比較段階に応じて前記加熱炉の内部温度が既定の自動点火温度以上である場合、燃料に二次酸素のみを噴射する第2火炎形成段階とを含み、前記第1火炎形成段階で、一次酸素の噴射量は、全体酸素噴射量の30%以下になり、二次酸素の噴射量は、全体酸素噴射量の70%以上になる。 The oxygen and fuel injection method according to the present invention is a temperature comparison in which a temperature measurement step of measuring the internal temperature of the heating furnace and a temperature comparison comparing the internal temperature of the heating furnace measured through the temperature measurement step with a predetermined automatic ignition temperature. When the internal temperature of the heating furnace is smaller than the predetermined automatic ignition temperature according to the step and the temperature comparison step, the first flame forming step of injecting primary oxygen and secondary oxygen into the fuel and the temperature comparison step Correspondingly, when the internal temperature of the heating furnace is equal to or higher than the predetermined automatic ignition temperature, the injection amount of primary oxygen is included in the second flame forming step of injecting only secondary oxygen into the fuel, and in the first flame forming step. Is 30% or less of the total oxygen injection amount, and the secondary oxygen injection amount is 70% or more of the total oxygen injection amount.

ここで、前記第1火炎形成段階は、吐出ヘッドユニットの中央部に備えられる中央ノズルユニットを通じて前記吐出ヘッドユニットの前方に燃料を噴射する燃料噴射段階と、前記吐出ヘッドユニットの前方で燃料の噴射方向と交差して燃料濃厚地域を形成するように、前記中央ノズルユニットを通じて前記吐出ヘッドユニットの前方に一次酸素を噴射する濃厚噴射段階と、前記吐出ヘッドユニットの前方で燃料の噴射方向と交差して前記燃料濃厚地域より遠い部分で酸素反応地域を形成するように、前記中央ノズルユニットで離隔された状態で、前記吐出ヘッドユニットに備えられる酸素ノズルユニットを通じて前記吐出ヘッドユニットの前方に二次酸素を噴射する反応噴射段階とを含む。 Here, the first flame forming stage includes a fuel injection stage in which fuel is injected in front of the discharge head unit through a central nozzle unit provided in the center of the discharge head unit, and fuel injection in front of the discharge head unit. A concentrated injection stage in which primary oxygen is injected in front of the discharge head unit through the central nozzle unit and a fuel injection direction in front of the discharge head unit intersect so as to form a fuel-rich area intersecting the directions. Secondary oxygen is introduced in front of the discharge head unit through the oxygen nozzle unit provided in the discharge head unit in a state of being separated by the central nozzle unit so as to form an oxygen reaction area in a portion far from the fuel-rich area. Including a reaction injection step of injecting.

ここで、前記反応噴射段階は、前記吐出ヘッドユニットの前方で燃料の噴射方向と交差して前記燃料濃厚地域より遠い部分で第1酸素反応地域を形成するように、前記中央ノズルユニットで離隔された状態で、前記吐出ヘッドユニットに備えられる第1酸素ノズルユニットを通じて前記吐出ヘッドユニットの前方に二次酸素を噴射する第1反応噴射段階と、前記吐出ヘッドユニットの前方で燃料の噴射方向と交差して前記燃料濃厚地域より遠い部分で第2酸素反応地域を形成するように、前記中央ノズルユニットで離隔された状態で、前記吐出ヘッドユニットに備えられる第2酸素ノズルユニットを通じて前記吐出ヘッドユニットの前方に二次酸素を噴射する第2反応噴射段階との中の少なくともいずれか一つを含み、前記第1酸素反応地域は、前記吐出ヘッドユニットの前方で前記第2酸素反応地域よりも近い部分に形成され、前記第1酸素ノズルユニットは前記第2酸素ノズルユニットより前記中央ノズルユニットに近い。 Here, the reaction injection step is separated by the central nozzle unit so as to intersect the fuel injection direction in front of the discharge head unit and form a first oxygen reaction area at a portion far from the fuel rich area. In this state, the first reaction injection step of injecting secondary oxygen in front of the discharge head unit through the first oxygen nozzle unit provided in the discharge head unit intersects with the fuel injection direction in front of the discharge head unit. Then, in a state of being separated by the central nozzle unit so as to form a second oxygen reaction area in a portion far from the fuel-rich area, the discharge head unit is separated from the second oxygen nozzle unit provided in the discharge head unit. The first oxygen reaction area is a portion closer to the second oxygen reaction area in front of the discharge head unit, including at least one of the second reaction injection steps of injecting secondary oxygen forward. The first oxygen nozzle unit is closer to the central nozzle unit than the second oxygen nozzle unit.

ここで、前記第2火炎形成段階は、前記第1火炎形成段階の中で前記濃厚噴射段階を除いて、前記燃料噴射段階、及び前記反応噴射段階を含む。 Here, the second flame forming step includes the fuel injection step and the reaction injection step in the first flame forming step, excluding the concentrated injection step.

本発明による酸素と燃料の噴射方法は、加熱炉の内部温度を測定する温度測定段階と、前記温度測定段階を経て測定される前記加熱炉の内部温度と既定の自動点火温度を比較する温度比較段階と、前記温度比較段階に応じて前記加熱炉の内部温度が既定の自動点火温度よりも小さい場合、酸素に一次燃料と二次燃料の中の少なくともいずれか一つを噴射する第1火炎形成段階と、前記温度比較段階に応じて前記加熱炉の内部温度が既定の自動点火温度以上である場合、酸素に一次燃料と二次燃料の中の少なくともいずれか一つを噴射する第2火炎形成段階とを含み、前記第1火炎形成段階と前記第2火炎形成段階の中の少なくともいずれか一つには、吐出ヘッドユニットの前方で一次燃料の噴射方向と酸素の噴射方向が交差して一次燃料と酸素が反応する酸素反応地域と、前記吐出ヘッドユニットと前記酸素反応地域との間で二次燃料の噴射方向と酸素の噴射方向が交差して二次燃料と酸素が反応する二つ以上の追加反応地域の中の少なくともいずれか一つを形成する。 The oxygen and fuel injection method according to the present invention is a temperature comparison in which a temperature measurement step of measuring the internal temperature of the heating furnace and a temperature comparison comparing the internal temperature of the heating furnace measured through the temperature measurement step with a predetermined automatic ignition temperature. When the internal temperature of the heating furnace is lower than the predetermined automatic ignition temperature according to the stage and the temperature comparison stage, a first flame formation in which at least one of the primary fuel and the secondary fuel is injected into oxygen is formed. Second flame formation that injects at least one of the primary fuel and the secondary fuel into oxygen when the internal temperature of the heating furnace is equal to or higher than the predetermined automatic ignition temperature according to the step and the temperature comparison step. Including the step, at least one of the first flame forming step and the second flame forming step is a primary where the injection direction of the primary fuel and the injection direction of oxygen intersect in front of the discharge head unit. Two or more where the injection direction of the secondary fuel and the injection direction of oxygen intersect between the oxygen reaction area where the fuel and oxygen react and the discharge head unit and the oxygen reaction area, and the secondary fuel and oxygen react. Form at least one of the additional reaction areas of.

ここで、前記第1火炎形成段階は、吐出ヘッドユニットの前方で一次燃料の噴射方向と交差して形成される酸素反応地域と二次燃料の噴射方向と交差して形成される追加反応地域の中の少なくともいずれか一つが形成されるように前記吐出ヘッドユニットの中央部に備えられる中央ノズルユニットで離隔された状態で、前記吐出ヘッドユニットに備えられる酸素ノズルユニットを通じて前記吐出ヘッドユニットの前方に酸素を噴射する反応噴射段階を含み、前記中央ノズルユニットを通じて前記酸素反応地域に一次燃料を噴射する第1燃料噴射段階、及び前記中央ノズルユニットを通じて前記追加反応地域に二次燃料を噴射する第2燃料噴射段階の中の少なくともいずれか一つを含む。 Here, the first flame forming step is an oxygen reaction area formed in front of the discharge head unit intersecting the injection direction of the primary fuel and an additional reaction area formed crossing the injection direction of the secondary fuel. In a state of being separated by a central nozzle unit provided in the central portion of the discharge head unit so that at least one of them is formed, in front of the discharge head unit through an oxygen nozzle unit provided in the discharge head unit. A first fuel injection step that includes a reaction injection step of injecting oxygen and injecting a primary fuel into the oxygen reaction area through the central nozzle unit, and a second fuel injection step of injecting a secondary fuel into the additional reaction area through the central nozzle unit. Includes at least one of the fuel injection stages.

ここで、前記反応噴射段階は、前記吐出ヘッドユニットの前方で一次燃料の噴射方向と交差して第1酸素反応地域を形成するように、前記中央ノズルユニットで離隔された状態で、前記吐出ヘッドユニットに備えられる第1酸素ノズルユニットを通じて前記吐出ヘッドユニットの前方に酸素を噴射する第1反応噴射段階と、前記吐出ヘッドユニットの前方で一次燃料の噴射方向と交差して第2酸素反応地域を形成するように、前記中央ノズルユニットで離隔された状態で、前記吐出ヘッドユニットに備えられる第2酸素ノズルユニットを通じて前記吐出ヘッドユニットの前方に酸素を噴射する第2反応噴射段階の中の少なくともいずれか一つを含み、前記第1酸素反応地域は前記吐出ヘッドユニットの前方で前記第2酸素反応地域よりも近い部分に形成され、前記第1酸素ノズルユニットは前記第2酸素ノズルユニットより前記中央ノズルユニットに近い。 Here, the discharge head is separated by the central nozzle unit so that the reaction injection step intersects the injection direction of the primary fuel in front of the discharge head unit to form a first oxygen reaction region. The first reaction injection stage in which oxygen is injected in front of the discharge head unit through the first oxygen nozzle unit provided in the unit, and the second oxygen reaction area intersecting the injection direction of the primary fuel in front of the discharge head unit. At least one of the second reaction injection steps in which oxygen is injected in front of the discharge head unit through the second oxygen nozzle unit provided in the discharge head unit while being separated by the central nozzle unit so as to form. The first oxygen reaction area is formed in front of the discharge head unit and closer to the second oxygen reaction area than the second oxygen reaction area, and the first oxygen nozzle unit is located in the center of the second oxygen nozzle unit. Close to the nozzle unit.

また、前記第2火炎形成段階は、前記中央ノズルユニットを通じて前記酸素反応地域に一次燃料を噴射したり、前記追加反応地域に二次燃料を噴射する燃料調整段階と、前記燃料調整段階で噴射される燃料によって前記酸素反応地域または前記追加反応地域の中の少なくともいずれか一つに酸素を噴射する酸素調節段階とを含む。 Further, the second flame forming stage is injected in the fuel adjustment stage of injecting the primary fuel into the oxygen reaction area through the central nozzle unit or injecting the secondary fuel into the additional reaction area, and the fuel adjustment stage. It comprises an oxygen regulation step of injecting oxygen into at least one of the oxygen reaction area or the additional reaction area by the fuel.

ここで、前記第1火炎形成段階と前記第2火炎形成段階の中の少なくともいずれか一つで燃料と酸素が噴射されるとき、前記中央ノズルユニットで前記吐出ヘッドユニットの前方に噴射される燃料の噴射速度は前記酸素ノズルユニットで噴射される酸素の噴射速度の50%以下である。 Here, when fuel and oxygen are injected at at least one of the first flame forming stage and the second flame forming stage, the fuel injected in front of the discharge head unit by the central nozzle unit. The injection speed of is 50% or less of the injection speed of oxygen injected by the oxygen nozzle unit.

ここで、前記第1火炎形成段階と前記第2火炎形成段階の中の少なくともいずれか一つで燃料と酸素が噴射されるとき、前記酸素ノズルユニットで噴射される酸素の噴射速度は100m/s〜400m/sである。 Here, when fuel and oxygen are injected at at least one of the first flame forming stage and the second flame forming stage, the injection speed of oxygen injected by the oxygen nozzle unit is 100 m / s. It is ~ 400 m / s.

本発明による酸素燃料燃焼器及び酸素と燃料の噴射方法によれば、独特な酸素の噴射構造及び独特な酸素の噴射方法を通じて広い燃焼反応帯を形成するとともに、高温の排気ガスを火炎内に流入して排気ガスが火炎と反応することができる。また、断熱火炎温度の低下を通じて窒素酸化物を格段に減少させることができ、加熱炉の内部の材料を実質的に均一に加熱することができる。また、製鉄工程または製鋼工程で用いる加熱炉の大きさを最小化することができ、酸素燃料燃焼器の大きさを減少することができる。 According to the oxygen fuel combustor and the oxygen and fuel injection method according to the present invention, a wide combustion reaction zone is formed through a unique oxygen injection structure and a unique oxygen injection method, and high-temperature exhaust gas flows into the flame. The exhaust gas can then react with the flame. In addition, nitrogen oxides can be significantly reduced through a decrease in the adiabatic flame temperature, and the material inside the heating furnace can be heated substantially uniformly. Further, the size of the heating furnace used in the steelmaking process or the steelmaking process can be minimized, and the size of the oxygen fuel combustor can be reduced.

また、本発明は燃料と酸素との衝突を容易にし、衝突火炎に起因する無火炎燃焼効果を極大化させ、燃焼反応を安定化させることができる。また、酸素と燃料の高速流動を通じて加熱炉内部の温度が自動点火温度以上になるとき、燃料と酸素との衝突を向上させ、無火炎燃焼反応を容易に実現することができる。 Further, the present invention can facilitate the collision between fuel and oxygen, maximize the flameless combustion effect caused by the collision flame, and stabilize the combustion reaction. Further, when the temperature inside the heating furnace becomes higher than the automatic ignition temperature through the high-speed flow of oxygen and fuel, the collision between the fuel and oxygen can be improved, and the flameless combustion reaction can be easily realized.

また、本発明は、酸素ノズルユニットの結合を安定化させ、中央ノズルユニットで噴射される燃料と酸素ノズルユニットで噴射される酸素が吐出ヘッドユニットの前方で安定的に衝突することができ、火炎の発生を安定的に誘導することができる。また、酸素と燃焼の衝突地点が吐出ヘッドユニットの前方で離隔されることによって、酸素の高温火炎から吐出ヘッドユニット、中央ノズルユニット、酸素ノズルユニットを保護し、高い耐久性を有するようにすることができ、酸素の使用により高い燃料節約効果を奏するようすることができる。また、中央ノズルユニットの構造及び酸素ノズルユニットの数と配置構造を通じて平面火炎を形成したり、一般的な火炎を形成しながら、火炎の長さを調節することができる。また、強制的でなく、別途の装置なしに火炎内に高温の排気ガスが安定的に流入されるようにし、火炎内に流入される高温の排気ガスの量を調節することができる。 Further, the present invention stabilizes the coupling of the oxygen nozzle unit, and the fuel injected by the central nozzle unit and the oxygen injected by the oxygen nozzle unit can stably collide with each other in front of the discharge head unit, so that a flame can be generated. Can be stably induced to occur. In addition, the collision point of oxygen and combustion is separated in front of the discharge head unit to protect the discharge head unit, the central nozzle unit, and the oxygen nozzle unit from the high temperature flame of oxygen so that they have high durability. It is possible to achieve a high fuel saving effect by using oxygen. Further, a flat flame can be formed through the structure of the central nozzle unit and the number and arrangement structure of the oxygen nozzle units, and the length of the flame can be adjusted while forming a general flame. In addition, it is not compulsory, and the amount of high-temperature exhaust gas flowing into the flame can be adjusted by allowing the high-temperature exhaust gas to stably flow into the flame without a separate device.

また、本発明は、酸素の多段燃焼を誘導し、点火及び火炎の保持が容易で、窒素酸化物の排出を減少させることができる。また、燃料と酸素の噴射速度に対する相関関係を利用して高温の排気ガスを流入するためのエントレインメント効果を極大化することができ、火炎の中で排気ガスの再循環効果を極大化させることができる。
In addition, the present invention can induce multi-stage combustion of oxygen, facilitate ignition and retention of flame, and reduce nitrogen oxide emissions. In addition, the entrainment effect for inflowing high-temperature exhaust gas can be maximized by utilizing the correlation between the injection speed of fuel and oxygen, and the recirculation effect of exhaust gas can be maximized in the flame. Can be done.

本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the oxygen fuel combustor according to 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器の結合状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the coupling state of the oxygen fuel combustor according to 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの配置状態を示す図である。It is a figure which shows the arrangement state of the central nozzle unit and the oxygen nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの変形された配置状態を示す図である。It is a figure which shows the deformed arrangement state of the central nozzle unit and the oxygen nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットを示す図である。It is a figure which shows the central nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器で酸素ノズルユニットを示す図である。It is a figure which shows the oxygen nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による酸素と燃料の噴射方法を示す図である。It is a figure which shows the injection method of oxygen and fuel according to 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例による酸素と燃料の反応状態を示す図である。It is a figure which shows the reaction state of oxygen and fuel by 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the oxygen fuel combustor according to 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器の結合状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the coupling state of the oxygen fuel combustor according to 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの配置状態を示す図である。It is a figure which shows the arrangement state of the central nozzle unit and the oxygen nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to the 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの変形された配置状態を示す図である。It is a figure which shows the deformed arrangement state of the central nozzle unit and the oxygen nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施例による酸素と燃料の噴射方法を示す図である。It is a figure which shows the injection method of oxygen and fuel by the 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例による酸素と燃料の反応状態を示す図である。It is a figure which shows the reaction state of oxygen and fuel by the 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the oxygen fuel combustor according to the 3rd Example of this invention. 本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器の結合状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the coupling state of the oxygen fuel combustor according to the 3rd Example of this invention. 本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの配置状態を示す図である。It is a figure which shows the arrangement state of the central nozzle unit and the oxygen nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to the 3rd Example of this invention. 本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットを示す図である。It is a figure which shows the central nozzle unit in the oxygen fuel combustor by the 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例による酸素と燃料の噴射方法を示す図である。It is a figure which shows the injection method of oxygen and fuel according to the 3rd Example of this invention. 本発明の第3実施例による酸素と燃料の反応状態を示す図である。It is a figure which shows the reaction state of oxygen and fuel by the 3rd Example of this invention.

以下、添付された図面を参照して、本発明による酸素燃料燃焼器及び酸素と燃料の噴射方法の実施例を説明する。このとき、本発明は実施例によって制限されたり限定されるのではない。また、本発明を説明するにおいて、公知の機能や構成に対する具体的な説明は本発明の要旨を明確にするために省略されることができる。 Hereinafter, examples of the oxygen fuel combustor and the oxygen and fuel injection method according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. At this time, the present invention is not limited or limited by the examples. Further, in explaining the present invention, specific explanations for known functions and configurations may be omitted in order to clarify the gist of the present invention.

図1は本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器を示す斜視図であり、図2は本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器の結合状態を示す断面図であり、図3は本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの配置状態を示す図であり、図4は本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの変形された配置状態を示す図であり、図5は本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットを示す図であり、図6は本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器で酸素ノズルユニットを示す図であり、図7は本発明の第1実施例による酸素と燃料の噴射方法を示す図であり、図8は本発明の第1実施例による酸素と燃料の反応状態を示す図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a coupled state of the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an arrangement state of a central nozzle unit and an oxygen nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a central nozzle unit and oxygen in the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a deformed arrangement state of the nozzle unit, FIG. 5 is a diagram showing a central nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing a central nozzle unit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing an oxygen nozzle unit in an oxygen fuel combustor, FIG. 7 is a diagram showing a method of injecting oxygen and fuel according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing oxygen according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the reaction state of a fuel.

以下では図1〜図8を参照して本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器について説明する。本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器は加熱炉に酸素と燃料を供給するもので、吐出ヘッドユニット10と、中央供給ユニット20と、酸素供給ユニット30と、中央ノズルユニット40と、酸素ノズルユニット50とを含む。 Hereinafter, the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. The oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention supplies oxygen and fuel to the heating furnace, and includes a discharge head unit 10, a central supply unit 20, an oxygen supply unit 30, a central nozzle unit 40, and oxygen. Includes a nozzle unit 50.

前記吐出ヘッドユニット10は、加熱炉に燃料と酸素が供給されるように加熱炉に結合される。吐出ヘッドユニット10は、燃料と酸素が供給されるように加熱炉の内部で露出される吐出ボディ11と、吐出ボディ11の中央部に貫通形成される中央貫通部13と、中央貫通部13を中心とする仮想の円Cに対する円周方向に沿って相互離隔された状態で吐出ボディに貫通形成される酸素貫通部14と、吐出ボディ11の外周面に設置されて加熱炉と結合される結合フランジ12とを含むことができる。 The discharge head unit 10 is coupled to the heating furnace so that fuel and oxygen are supplied to the heating furnace. The discharge head unit 10 includes a discharge body 11 exposed inside the heating furnace so that fuel and oxygen are supplied, a central penetration portion 13 formed through the central portion of the discharge body 11, and a central penetration portion 13. An oxygen penetrating portion 14 formed through the discharge body in a state of being separated from each other along the circumferential direction with respect to the virtual circle C as the center, and a coupling installed on the outer peripheral surface of the discharge body 11 and coupled to the heating furnace. The flange 12 and the like can be included.

そこで、吐出ボディ11が加熱炉の結合部に挿入された状態で、別途の締結部材を利用して結合フランジ12を加熱炉に固定結合させることで、吐出ボディ11の前面部が加熱炉の内部から露出されることができる。 Therefore, with the discharge body 11 inserted into the coupling portion of the heating furnace, the coupling flange 12 is fixedly coupled to the heating furnace by using a separate fastening member, so that the front portion of the discharge body 11 is inside the heating furnace. Can be exposed from.

このとき、酸素貫通部14は、二つ〜四つが円周方向に沿って相互離隔された状態で配置されることができる。それにより、火炎内の高温の排気ガスの流入を極大化し、窒素酸化物NOxの排出を減少させることができる。ここで、酸素貫通部14の数が1個または5個以上である場合、火炎内の高温排気ガスの流入が少なくなり、一般火炎を形成するようになる。 At this time, two to four oxygen penetrating portions 14 can be arranged in a state of being separated from each other along the circumferential direction. As a result, the inflow of high-temperature exhaust gas into the flame can be maximized and the emission of nitrogen oxide NOx can be reduced. Here, when the number of oxygen penetrating portions 14 is 1 or 5 or more, the inflow of high-temperature exhaust gas into the flame is reduced, and a general flame is formed.

また、中央貫通部13は燃料の噴射方向と一致するようにし、酸素貫通部14は中央貫通部13と平行に形成されて中央供給ユニット20と酸素供給ユニット30の設置面積を縮小させ、燃料と酸素の供給を円滑にすることができる。 Further, the central penetrating portion 13 is made to coincide with the injection direction of the fuel, and the oxygen penetrating portion 14 is formed parallel to the central penetrating portion 13 to reduce the installation area of the central supply unit 20 and the oxygen supply unit 30 so as to use the fuel. The supply of oxygen can be smoothed.

前記中央供給ユニット20は、加熱炉に燃料と一次酸素のうち少なくとも燃料を供給する。中央供給ユニット20は中央貫通部13に結合されるようにする。中央供給ユニット20は、加熱炉に燃料と一次酸素の中のいずれか一つを供給する第1中央供給ユニット210と、中央貫通部13に結合されて、加熱炉に燃料と一次酸素の中の他一つを供給する第2中央供給ユニット220とを含む。一例として、第1中央供給ユニット210で燃料が供給されると、第2中央供給ユニット220で一次酸素が供給される。他の例として、第1中央供給ユニット210で一次酸素が供給されると、第2中央供給ユニット220で燃料が供給される。 The central supply unit 20 supplies at least fuel of fuel and primary oxygen to the heating furnace. The central supply unit 20 is coupled to the central penetration portion 13. The central supply unit 20 is coupled to a first central supply unit 210 that supplies any one of fuel and primary oxygen to the heating furnace and a central penetration portion 13, and is coupled to the heating furnace in fuel and primary oxygen. It includes a second central supply unit 220 that supplies the other one. As an example, when fuel is supplied by the first central supply unit 210, primary oxygen is supplied by the second central supply unit 220. As another example, when the primary oxygen is supplied by the first central supply unit 210, the fuel is supplied by the second central supply unit 220.

第1中央供給ユニット210は、加熱炉に供給される燃料と一次酸素の中のいずれか一つが移送される第1中央供給管213を含む。第1中央供給管213には、燃料と一次酸素の中のいずれか一つが収容される第1中央供給チャンバ212が連結されることができる。第1中央供給チャンバ212には、燃料と一次酸素の中のいずれか一つを供給する第1中央供給口211が備えられることができる。そこで、燃料と一次酸素の中のいずれか一つは、外部の貯蔵容器(図示しない)から第1中央供給口211を通じて第1中央供給チャンバ212に収容されてから第1中央供給管213を経て中央ノズルユニット40から噴射されるようにする。 The first central supply unit 210 includes a first central supply pipe 213 to which any one of the fuel supplied to the heating furnace and the primary oxygen is transferred. A first central supply chamber 212 containing any one of fuel and primary oxygen can be connected to the first central supply pipe 213. The first central supply chamber 212 may be provided with a first central supply port 211 that supplies any one of fuel and primary oxygen. Therefore, any one of the fuel and the primary oxygen is accommodated in the first central supply chamber 212 from an external storage container (not shown) through the first central supply port 211, and then passes through the first central supply pipe 213. The injection is made from the central nozzle unit 40.

第2中央供給ユニット220は中央貫通部13に結合されて、加熱炉に供給される燃料と一次酸素の中の他の一つが移送される第2中央供給管223を含む。第2中央供給管223は中央貫通部13に挿入されることができる。第2中央供給管223には燃料と一次酸素の中の他の一つが収容される第2中央供給チャンバ222が連結されることができる。第2中央供給チャンバ222には燃料と一次酸素の中の他の一つを供給する第2中央供給口221が備えられることができる。そこで、燃料と一次酸素の中の他の一つは、外部の貯蔵容器(図示しない)から第2中央供給口221を通じて第2中央供給チャンバ222に収容されてから第2中央供給管223を経て中央ノズルユニット40から噴射されるようにする。 The second central supply unit 220 includes a second central supply pipe 223 coupled to the central penetration 13 to transfer the fuel supplied to the heating furnace and the other one of the primary oxygen. The second central supply pipe 223 can be inserted into the central penetrating portion 13. A second central supply chamber 222, which houses the fuel and the other one of the primary oxygen, can be connected to the second central supply pipe 223. The second central supply chamber 222 may be provided with a second central supply port 221 that supplies the other one of fuel and primary oxygen. Therefore, the other one of the fuel and the primary oxygen is accommodated in the second central supply chamber 222 from the external storage container (not shown) through the second central supply port 221 and then through the second central supply pipe 223. The injection is made from the central nozzle unit 40.

ここで、第2中央供給管223と第2中央供給チャンバ222には第1中央供給管213が挿入されてされ、中央ノズルユニット40の設置面積を減少し、燃料と一次酸素の供給を円滑にすることができる。 Here, the first central supply pipe 213 is inserted into the second central supply pipe 223 and the second central supply chamber 222 to reduce the installation area of the central nozzle unit 40 and smoothly supply fuel and primary oxygen. can do.

前記酸素供給ユニット30は加熱炉に二次酸素が供給されるように酸素貫通部14に結合される。酸素供給ユニット30は酸素貫通部14に結合されて、加熱炉に供給される二次酸素が移送される酸素供給管303を含むことができる。酸素供給管303は酸素貫通部14に挿入されることができる。酸素供給管303は、酸素貫通部14の数に対応して二つ〜四つ備えられるようにする。酸素供給管303には、二次酸素が収容される酸素供給チャンバ302が連結されることができる。他の表現で、酸素供給チャンバ302には酸素貫通部14に対応して酸素供給管303が分岐されることができる。酸素供給チャンバ302には、二次酸素を供給する酸素供給口301が備えられることができる。そこで、二次酸素は、外部の貯蔵容器(図示しない)から酸素供給口301を通じて酸素供給チャンバ302に収容されてから酸素供給管303を通って酸素ノズルユニット50から噴射されるようにする。ここで、酸素供給チャンバ302には第2中央供給管223が貫通挿入されて、酸素供給ユニット30の設置面積を減少し、二次酸素の供給を円滑にすることができる。 The oxygen supply unit 30 is coupled to the oxygen penetration portion 14 so that secondary oxygen is supplied to the heating furnace. The oxygen supply unit 30 can include an oxygen supply pipe 303 that is coupled to the oxygen penetration portion 14 to transfer secondary oxygen supplied to the heating furnace. The oxygen supply pipe 303 can be inserted into the oxygen penetration portion 14. Two to four oxygen supply pipes 303 are provided according to the number of oxygen penetrating portions 14. An oxygen supply chamber 302 in which secondary oxygen is housed can be connected to the oxygen supply pipe 303. In another expression, the oxygen supply chamber 302 can have an oxygen supply pipe 303 branched corresponding to the oxygen penetration portion 14. The oxygen supply chamber 302 can be provided with an oxygen supply port 301 for supplying secondary oxygen. Therefore, the secondary oxygen is accommodated in the oxygen supply chamber 302 from an external storage container (not shown) through the oxygen supply port 301, and then injected from the oxygen nozzle unit 50 through the oxygen supply pipe 303. Here, the second central supply pipe 223 is inserted through the oxygen supply chamber 302 to reduce the installation area of the oxygen supply unit 30 and facilitate the supply of secondary oxygen.

図示しないが、酸素供給チャンバ302に第2中央供給チャンバ222が内蔵されたり貫通形成されることができる。また、第2中央供給チャンバ222に第1中央供給チャンバ212が内蔵されたり貫通形成されることができる。 Although not shown, the oxygen supply chamber 302 may include or be formed through a second central supply chamber 222. Further, the first central supply chamber 212 can be incorporated or formed through the second central supply chamber 222.

前記中央ノズルユニット40は、中央貫通部13で加熱炉の内部に露出されるように中央供給ユニット20に結合される。中央ノズルユニット40は中央貫通部13で加熱炉の内部に露出されるように第1中央供給管213と第2中央供給管223が結合されることができる。中央ノズルユニット40は中央貫通部13に結合されることができる。このとき、中央貫通部13の内部は第1中央供給管213と第2中央供給管223の連結構造に対応して区画されることができる。また、中央ノズルユニット40は中央供給ユニット20で供給される燃料と一次酸素のうち少なくとも燃料が噴射される。本発明の第1実施例で、中央ノズルユニット40は中央供給ユニット20で供給される燃料と一次酸素をそれぞれ噴射することができる。 The central nozzle unit 40 is coupled to the central supply unit 20 so as to be exposed inside the heating furnace at the central penetration portion 13. In the central nozzle unit 40, the first central supply pipe 213 and the second central supply pipe 223 can be coupled so as to be exposed inside the heating furnace at the central penetration portion 13. The central nozzle unit 40 can be coupled to the central penetrating portion 13. At this time, the inside of the central penetrating portion 13 can be partitioned according to the connecting structure of the first central supply pipe 213 and the second central supply pipe 223. Further, at least the fuel of the fuel supplied by the central supply unit 20 and the primary oxygen is injected into the central nozzle unit 40. In the first embodiment of the present invention, the central nozzle unit 40 can inject the fuel supplied by the central supply unit 20 and the primary oxygen, respectively.

中央ノズルユニット40は第1中央供給管213に結合される中央ノズル部41と、中央ノズル部41の外周面で突出されて第2中央供給管223に結合されるノズルフランジ部 42とを含むことができる。 The central nozzle unit 40 includes a central nozzle portion 41 coupled to the first central supply pipe 213 and a nozzle flange portion 42 protruding from the outer peripheral surface of the central nozzle portion 41 and coupled to the second central supply pipe 223. Can be done.

中央ノズル部41には第1中央供給管213で移送される流体が噴射される第1噴射口411が貫通形成されることができる。第1噴射口411は中央ノズル部の中心部に貫通形成されることができる。第1噴射口411の貫通方向は第1中央供給管213で移送される流体の移動方向と実質的に一致し、燃料の噴射方向と実質的に一致することができる。第1噴射口411の入口側に入口から直径が小さくなるように陥没形成される中央コーン部411aが備えられることができる。そこで、燃料と二次酸素の衝突地点で燃料と二次酸素が反応する酸素反応地域R2を形成することができる。また、中央ノズル部41の辺縁には第1中央供給管213と結合するための第1結合部412が含まれることができる。 A first injection port 411 on which the fluid transferred by the first central supply pipe 213 is injected can be formed through the central nozzle portion 41. The first injection port 411 can be formed through the central portion of the central nozzle portion. The penetrating direction of the first injection port 411 substantially coincides with the moving direction of the fluid transferred by the first central supply pipe 213, and can substantially coincide with the fuel injection direction. A central cone portion 411a formed by being depressed so as to have a smaller diameter from the inlet can be provided on the inlet side of the first injection port 411. Therefore, an oxygen reaction region R2 in which the fuel and the secondary oxygen react at the collision point between the fuel and the secondary oxygen can be formed. Further, the edge of the central nozzle portion 41 may include a first coupling portion 412 for coupling with the first central supply pipe 213.

ノズルフランジ部42には第2中央供給管223で移送される流体が噴射される第2噴射口421が貫通形成されることができる。第2噴射口421はノズルフランジ部42の辺縁に沿って二つ以上が相互離隔して貫通形成されることができる。ここで、第2噴射口421は第2中央供給管223で移送される流体の噴射方向が第1中央供給管213で移送される流体の噴射方向と交差するようにノズルフランジ部42で傾斜するように貫通形成されることができる。他の表現で、第2噴射口421の貫通方向は第1噴射口411の貫通方向と交差するようにすることができる。第2噴射口421は第1噴射口411の周囲に沿って二つ以上が備えられて第1噴射口411を囲む形態で形成されることができる。そこで、燃料と一次酸素の衝突地点で燃料と一次酸素が反応する燃料濃厚地域R1を形成することができる。また、ノズルフランジ部42の辺縁には第2中央供給管223との結合のための第2結合部422が含まれることができる。 A second injection port 421 in which the fluid transferred by the second central supply pipe 223 is injected can be formed through the nozzle flange portion 42. Two or more of the second injection ports 421 can be formed through the nozzle flange portion 42 so as to be separated from each other along the edge of the nozzle flange portion 42. Here, the second injection port 421 is inclined at the nozzle flange portion 42 so that the injection direction of the fluid transferred by the second central supply pipe 223 intersects the injection direction of the fluid transferred by the first central supply pipe 213. It can be formed through like this. In another expression, the penetrating direction of the second injection port 421 may intersect with the penetrating direction of the first injection port 411. The second injection port 421 can be formed in a form in which two or more are provided along the periphery of the first injection port 411 and surround the first injection port 411. Therefore, a fuel-rich region R1 in which the fuel and the primary oxygen react at the collision point between the fuel and the primary oxygen can be formed. Further, the edge of the nozzle flange portion 42 may include a second coupling portion 422 for coupling with the second central supply pipe 223.

一例として、第1噴射口411で燃料が供給されると、第2ノズルで一次酸素が供給される。他の例として、第1噴射口411で一次酸素が供給されると、第2噴射口421で燃料が供給される。このような一次酸素と燃料の噴射方式による火炎の構成は、二重逆拡散火炎の構成を有することになり、第1噴射口411で燃料が供給されることに比べて、高い輻射伝熱効果を奏することになる。 As an example, when fuel is supplied at the first injection port 411, primary oxygen is supplied at the second nozzle. As another example, when primary oxygen is supplied at the first injection port 411, fuel is supplied at the second injection port 421. The flame configuration by such a primary oxygen and fuel injection method has a double reverse diffusion flame configuration, and has a higher radiant heat transfer effect than the fuel supplied at the first injection port 411. Will be played.

前記酸素ノズルユニット50は酸素貫通部14で加熱炉の内部に露出されるように酸素供給ユニット30に結合される。酸素ノズルユニット50は酸素貫通部14で加熱炉の内部に露出されるように酸素供給管303が結合されることができる。酸素ノズルユニット50は酸素貫通部14の数、酸素供給管303の数に対応して二つ〜四つ備えられることができる。酸素ノズルユニット50は酸素貫通部14に結合されることができる。 The oxygen nozzle unit 50 is coupled to the oxygen supply unit 30 so as to be exposed inside the heating furnace at the oxygen penetration portion 14. The oxygen nozzle unit 50 can be coupled with an oxygen supply pipe 303 so as to be exposed inside the heating furnace at the oxygen penetration portion 14. Two to four oxygen nozzle units 50 can be provided according to the number of oxygen penetrating portions 14 and the number of oxygen supply pipes 303. The oxygen nozzle unit 50 can be coupled to the oxygen penetration portion 14.

また、酸素ノズルユニット50は酸素供給ユニット30で供給される酸素が噴射される。酸素ノズルユニット50は酸素貫通部14の数に対応して二つ以上備えられることができる。 Further, the oxygen nozzle unit 50 is injected with oxygen supplied by the oxygen supply unit 30. Two or more oxygen nozzle units 50 can be provided according to the number of oxygen penetrating portions 14.

このとき、酸素ノズルユニット50には入口から直径が小さくなるように陥没形成される収容コーン部502と、吐出ヘッドユニット10の前方で燃料の噴射方向と二次酸素の噴射方向が交差するように収容コーン部502から出口に向かって傾斜するように貫通形成される傾斜噴射孔部503が含まれることができる。他の表現で、傾斜噴射孔部503の貫通方向は第1噴射口411の貫通方向と交差するようにすることができる。そこで、燃料と二次酸素の衝突地点で燃料と二次酸素が反応する酸素反応地域R2を形成することができる。 At this time, the oxygen nozzle unit 50 is recessed from the inlet so that the diameter becomes smaller, and the accommodating cone portion 502 is formed so that the fuel injection direction and the secondary oxygen injection direction intersect in front of the discharge head unit 10. An inclined injection hole portion 503 formed through the accommodating cone portion 502 so as to incline toward the outlet can be included. In another expression, the penetration direction of the inclined injection hole portion 503 may intersect with the penetration direction of the first injection port 411. Therefore, an oxygen reaction region R2 in which the fuel and the secondary oxygen react at the collision point between the fuel and the secondary oxygen can be formed.

酸素ノズルユニット50の入口は、酸素ノズルユニット50で酸素が流入される部分であり、酸素ノズルユニット50の出口は、酸素ノズルユニット50で内部に流入された酸素が排出される部分であると定義することができる。 The inlet of the oxygen nozzle unit 50 is defined as the portion where oxygen flows into the oxygen nozzle unit 50, and the outlet of the oxygen nozzle unit 50 is defined as the portion where the oxygen flowing into the inside of the oxygen nozzle unit 50 is discharged. can do.

特に、傾斜噴射孔部503で噴射される酸素の噴射角Aは、傾斜噴射孔部503の傾斜角または二次酸素の噴射角と表現することができ、燃料の噴射方向と二次酸素の噴射方向が交差するように燃料の噴射方向を基準として、酸素ノズルユニット50で傾斜噴射孔部503が傾いた角度を示す。傾斜噴射孔部503で噴射される酸素の噴射角Aは2.5度以上30度以下にすることができる。 In particular, the injection angle A of oxygen injected in the inclined injection hole portion 503 can be expressed as the inclined angle of the inclined injection hole portion 503 or the injection angle of the secondary oxygen, and can be expressed as the injection direction of the fuel and the injection of the secondary oxygen. The angle at which the inclined injection hole portion 503 is tilted by the oxygen nozzle unit 50 is shown with reference to the fuel injection direction so that the directions intersect. The injection angle A of oxygen injected in the inclined injection hole portion 503 can be 2.5 degrees or more and 30 degrees or less.

また、酸素ノズルユニット50には、出口に設置されて傾斜噴射孔部503の傾斜方向を指示する傾斜表示部504が含まれることができる。傾斜表示部504は、酸素ノズルユニット50が酸素供給ユニット30または酸素貫通部14に結合されるとき、二次酸素の噴射方向と燃料の噴射方向が交差するように酸素貫通部14で酸素ノズルユニット50を定位置させることができる。 Further, the oxygen nozzle unit 50 may include an inclination display unit 504 installed at the outlet to indicate the inclination direction of the inclination injection hole portion 503. When the oxygen nozzle unit 50 is coupled to the oxygen supply unit 30 or the oxygen penetrating portion 14, the tilt display unit 504 is the oxygen nozzle unit at the oxygen penetrating portion 14 so that the injection direction of the secondary oxygen and the injection direction of the fuel intersect. 50 can be fixed in position.

傾斜表示部504を通じて酸素貫通部14で酸素ノズルユニット50を定位置させると、傾斜表示部504、傾斜噴射孔部503の中心、中央ノズルユニット40の第1噴射口411の中心が一直線上に配置されることにより、酸素ノズルユニット50で噴射される酸素は第1噴射口411または第2噴射口421で噴射される燃料と衝突することができる。 When the oxygen nozzle unit 50 is fixedly positioned at the oxygen penetration portion 14 through the tilt display portion 504, the tilt display portion 504, the center of the tilt injection hole portion 503, and the center of the first injection port 411 of the central nozzle unit 40 are arranged in a straight line. As a result, the oxygen injected by the oxygen nozzle unit 50 can collide with the fuel injected at the first injection port 411 or the second injection port 421.

また、酸素ノズルユニット50の辺縁には酸素供給管303との結合のためのノズルの結合部501が含まれることができる。 Further, the edge of the oxygen nozzle unit 50 may include a nozzle coupling portion 501 for coupling with the oxygen supply pipe 303.

本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器で火炎内に流入される排気ガスの量は、二次酸素の噴射間隔、二次酸素の噴射角A、燃料と二次酸素の衝突地点の中の少なくともいずれか一つによって調節することができる。 The amount of exhaust gas flowing into the flame in the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention is within the secondary oxygen injection interval, the secondary oxygen injection angle A, and the collision point between the fuel and the secondary oxygen. It can be adjusted by at least one of.

まず、二次酸素の噴射間隔が広くなるほど、火炎内に流入される排気ガスの量が増加する。また、二次酸素の噴射間隔が狭くなるほど、火炎内に流入される排気ガスの量が減少することができる。 First, as the injection interval of secondary oxygen becomes wider, the amount of exhaust gas flowing into the flame increases. Further, as the injection interval of the secondary oxygen becomes narrower, the amount of exhaust gas flowing into the flame can be reduced.

第二に、二次酸素の噴射角Aが小さくなるほど火炎内に流入される排気ガスの量が増加する。また、二次酸素の噴射角Aが大きくなるほど火炎内に流入される排気ガスの量が減少することができる。このとき、二次酸素の噴射角Aは2.5度以上30度以下に制限することができる。それにより、二次酸素の噴射角Aを許容範囲に制限することにより、火炎内に流入される排気ガスの量を極大化させることができる。例え、火炎内に流入される排気ガスの量を増加させるために、二次酸素の噴射角Aが許容範囲よりも小さくなる場合、燃料と二次酸素の衝突による衝突火炎が形成されず、MILD(Moderate and Intense Low oxygen Dilution)燃焼効果が減少する。また、二次酸素の噴射角Aが許容範囲よりも小さくなる場合、燃料と二次酸素の衝突と反応が遠くなって燃焼反応が行われないか、不完全燃焼が増加し、一酸化炭素COの発生が増加する虞がある。また、二次酸素の噴射角Aが許容範囲よりも大きくなる場合、衝突火炎の位置が吐出ヘッドユニット10に近くなって衝突火炎によって吐出ヘッドユニット10、中央ノズルユニット40、酸素ノズルユニット50が損傷されたり、衝突火炎が中央供給ユニット20や酸素供給ユニット30に逆行することがある。 Second, as the injection angle A of the secondary oxygen becomes smaller, the amount of exhaust gas flowing into the flame increases. Further, as the injection angle A of the secondary oxygen increases, the amount of exhaust gas flowing into the flame can be reduced. At this time, the injection angle A of the secondary oxygen can be limited to 2.5 degrees or more and 30 degrees or less. As a result, the amount of exhaust gas flowing into the flame can be maximized by limiting the injection angle A of the secondary oxygen to an allowable range. For example, if the injection angle A of the secondary oxygen is smaller than the allowable range in order to increase the amount of exhaust gas flowing into the flame, the collision flame due to the collision between the fuel and the secondary oxygen is not formed, and the MILD (Moderate and Intense Low oxygen Dilution) The combustion effect is reduced. Further, when the injection angle A of the secondary oxygen is smaller than the allowable range, the collision and reaction between the fuel and the secondary oxygen become far away and the combustion reaction does not occur, or the incomplete combustion increases and carbon monoxide CO May increase. Further, when the injection angle A of the secondary oxygen becomes larger than the allowable range, the position of the collision flame becomes close to the discharge head unit 10, and the discharge head unit 10, the central nozzle unit 40, and the oxygen nozzle unit 50 are damaged by the collision flame. Or, the collision flame may go back to the central supply unit 20 or the oxygen supply unit 30.

第三に、燃料と二次酸素の衝突地点が吐出ヘッドユニット10から遠くなる場合、火炎内に流入される排気ガスの量が増加することができる。また、燃料と二次酸素の衝突地点が吐出ヘッドユニット10に近づく場合、火炎内に流入される排気ガスの量が減少することができる。衝突地点が既定の許容範囲を離れる場合、加熱炉の内部の材料に所望の火炎を伝達することができない。つまり、燃料と二次酸素の衝突地点が既定の許容範囲を離れる場合、加熱炉の内部の材料と吐出ヘッドユニット10との間に衝突火炎を形成することができない。また、燃料と二次酸素の衝突地点が既定の許容範囲を離れる場合、衝突火炎が吐出ヘッドユニット10に近づくようになって衝突火炎によって吐出ヘッドユニット10、中央ノズルユニット40、素ノズルユニット50が損傷されたり、衝突火炎が中央供給ユニット20や酸素供給ユニット30に逆行することがある。 Third, when the collision point between the fuel and the secondary oxygen is far from the discharge head unit 10, the amount of exhaust gas flowing into the flame can be increased. Further, when the collision point between the fuel and the secondary oxygen approaches the discharge head unit 10, the amount of exhaust gas flowing into the flame can be reduced. If the collision point deviates from the predetermined tolerance, the desired flame cannot be transmitted to the material inside the heating furnace. That is, when the collision point between the fuel and the secondary oxygen deviates from the predetermined allowable range, the collision flame cannot be formed between the material inside the heating furnace and the discharge head unit 10. Further, when the collision point between the fuel and the secondary oxygen deviates from the predetermined allowable range, the collision flame approaches the discharge head unit 10, and the collision flame causes the discharge head unit 10, the central nozzle unit 40, and the elementary nozzle unit 50 to move. It may be damaged or the collision flame may go back to the central supply unit 20 or the oxygen supply unit 30.

図示しないが、本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器は制御ユニットをさらに含むことができる。前記制御ユニットは加熱炉の内部温度Tに対応して燃料と酸素の噴射量を調節する。制御ユニットの動作は、本発明の第1実施例による酸素と燃料の噴射方法で説明する。 Although not shown, the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention may further include a control unit. The control unit adjusts the injection amount of fuel and oxygen according to the internal temperature T of the heating furnace. The operation of the control unit will be described in the method of injecting oxygen and fuel according to the first embodiment of the present invention.

以下では図1〜図8を参照して本発明の第1実施例による酸素と燃料の噴射方法について説明する。本発明の第1実施例による酸素と燃料の噴射方法は、加熱炉の内部に酸素と燃料を噴射する方法で、図8に示すように、温度測定段階S1と、温度比較段階S2と、第1火炎形成段階S3と、第2火炎形成段階S4とを含む。本発明の第1実施例による酸素と燃料の噴射方法は、本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器を通じて加熱炉の内部に酸素と燃料が噴射される方法で説明する。 Hereinafter, the method of injecting oxygen and fuel according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. The method of injecting oxygen and fuel according to the first embodiment of the present invention is a method of injecting oxygen and fuel into the inside of the heating furnace, and as shown in FIG. 8, the temperature measurement stage S1, the temperature comparison stage S2, and the first method. It includes one flame forming step S3 and a second flame forming step S4. The method of injecting oxygen and fuel according to the first embodiment of the present invention will be described by the method of injecting oxygen and fuel into the inside of the heating furnace through the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention.

前記温度測定段階S1は、加熱炉の内部温度Tを測定する。温度測定段階S1は、多様な温度測定手段で加熱炉の内部温度Tを測定することができる。 In the temperature measurement step S1, the internal temperature T of the heating furnace is measured. In the temperature measurement step S1, the internal temperature T of the heating furnace can be measured by various temperature measuring means.

前記温度比較段階S2は、温度測定段階S1を経て測定される加熱炉の内部温度Tと既定の自動点火温度T0を比較する。温度比較段階S2は、多様な制御ユニットで加熱炉の内部温度Tと既定の自動点火温度T0を比較することができる。 The temperature comparison step S2 compares the internal temperature T of the heating furnace measured through the temperature measurement step S1 with the predetermined automatic ignition temperature T0. In the temperature comparison step S2, various control units can compare the internal temperature T of the heating furnace with the predetermined automatic ignition temperature T0.

前記第1火炎形成段階S3は、温度比較段階S2の比較結果によって加熱炉の内部温度Tが既定の自動点火温度T0よりも小さい場合、燃料に一次酸素と二次酸素を噴射する。ここで、既定の自動点火温度T0は燃料が液化天然ガスを燃料とする場合、摂氏800度〜摂氏900度であることができる。第1火炎形成段階S3で一次酸素の噴射量は、全体酸素噴射量の30%以下になり、二次酸素の噴射量は、全体酸素噴射量の70%以上になる。第1火炎形成段階S3は、燃料噴射段階S11と、濃厚噴射段階S12と、反応噴射段階S13とを含む。ここで、第1火炎形成段階S3の順序を限定するのではなく、火炎の形成のために、第1火炎形成段階S3の順序を調整することができる。 The first flame forming step S3 injects primary oxygen and secondary oxygen into the fuel when the internal temperature T of the heating furnace is smaller than the predetermined automatic ignition temperature T0 according to the comparison result of the temperature comparison step S2. Here, the default automatic ignition temperature T0 can be 800 degrees Celsius to 900 degrees Celsius when the fuel is liquefied natural gas. In the first flame forming step S3, the injection amount of primary oxygen becomes 30% or less of the total oxygen injection amount, and the injection amount of secondary oxygen becomes 70% or more of the total oxygen injection amount. The first flame forming step S3 includes a fuel injection step S11, a concentrated injection step S12, and a reaction injection step S13. Here, the order of the first flame forming step S3 is not limited, but the order of the first flame forming step S3 can be adjusted for the formation of the flame.

第1火炎形成段階S3における燃料噴射段階S11は、吐出ヘッドユニット10の中央部に備えられる中央ノズルユニット40を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に燃料を噴射する。第1火炎形成段階S3における濃厚注入段階S12は、中央ノズルユニット40を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に一次酸素を噴射する。ここで、一次酸素の噴射量は、全体噴射量の30%以下になるようにする。濃厚噴射段階S12を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で燃料の噴射方向と交差して一次酸素と燃料が反応し、燃料濃厚地域R1を形成する。第1火炎形成段階S3における反応噴射段階S13は、中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる酸素ノズルユニット50を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に二次酸素を噴射する。ここで、二次酸素の噴射量は、全体噴射量の70%以上になるようにする。反応噴射段階S13を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で燃料の噴射方向と交差して二次酸素と燃料が反応し、燃料濃厚地域R1より遠い部分で酸素反応地域R2を形成する。他の表現で、吐出ヘッドユニット10と酸素反応地域R2との間には、燃料濃厚地域R1が形成される。燃料濃厚地域R1と酸素反応地域R2は一部が重なったり互いに離隔されることができる。 The fuel injection stage S11 in the first flame forming stage S3 injects fuel in front of the discharge head unit 10 through the central nozzle unit 40 provided in the center of the discharge head unit 10. In the concentrated injection step S12 in the first flame forming step S3, primary oxygen is injected in front of the discharge head unit 10 through the central nozzle unit 40. Here, the injection amount of the primary oxygen is set to 30% or less of the total injection amount. Through the concentrated injection step S12, the primary oxygen and the fuel react with each other in front of the discharge head unit 10 at the front of the discharge head unit 10 and intersect with the fuel injection direction to form the fuel concentrated area R1. The reaction injection step S13 in the first flame forming step S3 injects secondary oxygen in front of the discharge head unit 10 through the oxygen nozzle unit 50 provided in the discharge head unit 10 in a state of being separated from the central nozzle unit 40. Here, the injection amount of secondary oxygen is set to 70% or more of the total injection amount. Through the reaction injection step S13, the secondary oxygen and the fuel react with each other in front of the discharge head unit 10 at the front of the discharge head unit 10 and intersect with the fuel injection direction to form an oxygen reaction area R2 in a portion far from the fuel rich area R1. In other words, a fuel-rich region R1 is formed between the discharge head unit 10 and the oxygen reaction region R2. The fuel-rich area R1 and the oxygen reaction area R2 can partially overlap or be separated from each other.

そこで、燃料濃厚地域R1で一次酸素と反応し、未燃焼された燃料が二次酸素と最終的に反応することにより、点火及び火炎の保持を容易にし、窒素酸化物の排出を減少することができる。 Therefore, in the fuel-rich area R1, it reacts with the primary oxygen, and the unburned fuel finally reacts with the secondary oxygen, thereby facilitating ignition and holding of the flame and reducing the emission of nitrogen oxides. it can.

前記第2火炎形成段階S4は、温度比較段階S2の結果によって加熱炉の内部温度Tが既定の自動点火温度T0以上である場合、燃料に二次酸素のみを噴射する。第2火炎形成段階S4で二次酸素の噴射量は、全体酸素噴射量の100%になる。第2火炎形成段階S4は、第1火炎形成段階S3の中で濃厚噴射段階S12を除いて、燃料噴射段階S11−1と、反応噴射段階S13−1を含む。 In the second flame forming step S4, when the internal temperature T of the heating furnace is equal to or higher than the predetermined automatic ignition temperature T0 according to the result of the temperature comparison step S2, only secondary oxygen is injected into the fuel. In the second flame formation step S4, the injection amount of secondary oxygen becomes 100% of the total oxygen injection amount. The second flame forming step S4 includes a fuel injection step S11-1 and a reaction injection step S13-1 in the first flame forming step S3, except for the concentrated injection step S12.

第2火炎形成段階S4における燃料噴射段階S11−1は、吐出ヘッドユニット10の中央部に備えられる中央ノズルユニット40を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に燃料を噴射する。第2火炎形成段階S4における反応噴射段階S13−1は、中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる酸素ノズルユニット50を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に二次酸素を噴射する。ここで、二次酸素の噴射量は、全体噴射量の100%になるようにする。反応噴射段階S13−1を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で燃料の噴射方向と二次酸素の噴射方向が交差して二次酸素と燃料が反応し、燃料濃厚地域R1がなしに酸素反応地域R2のみを形成する。他の表現で、吐出ヘッドユニット10の前方に酸素ノズルユニット50を通じて二次酸素の噴射角Aに対応して所定距離離隔して酸素反応地域が形成される。 The fuel injection step S11-1 in the second flame forming step S4 injects fuel in front of the discharge head unit 10 through the central nozzle unit 40 provided in the center of the discharge head unit 10. The reaction injection step S13-1 in the second flame forming step S4 injects secondary oxygen in front of the discharge head unit 10 through the oxygen nozzle unit 50 provided in the discharge head unit 10 in a state of being separated from the central nozzle unit 40. .. Here, the injection amount of secondary oxygen is set to 100% of the total injection amount. Through the reaction injection step S13-1, the fuel injection direction and the secondary oxygen injection direction intersect in front of the discharge head unit 10 and the secondary oxygen reacts with the fuel, and only the oxygen reaction area R2 without the fuel rich area R1. To form. In another expression, an oxygen reaction area is formed in front of the discharge head unit 10 through an oxygen nozzle unit 50 and separated by a predetermined distance corresponding to an injection angle A of secondary oxygen.

そこで、第2火炎形成段階S4では、酸素反応地域R2のみで二次酸素と燃料が衝突して火炎が発生されるので、排気ガスの流入のためのエントレインメント効果を最大化することができ、火炎内に流入される排気ガスに対して排気ガスの再循環効果を極大化させることができる。また、第2火炎形成段階S4では、肉眼で区別しにくい無火炎燃焼反応が行われる。 Therefore, in the second flame formation stage S4, the secondary oxygen and the fuel collide with each other only in the oxygen reaction area R2 to generate a flame, so that the entrainment effect for the inflow of the exhaust gas can be maximized. The recirculation effect of the exhaust gas can be maximized with respect to the exhaust gas flowing into the flame. Further, in the second flame formation step S4, a flameless combustion reaction that is difficult to distinguish with the naked eye is performed.

第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つを通じて酸素ノズルユニット50で二次酸素が噴射されるとき、燃料と二次酸素との間には、加熱炉の内部で発生される高温の排気ガスが火炎に流入される。それにより、排気ガスが火炎に流入される部分で再循環地域R3を形成する。このような現象は、排気ガスの再循環効果を表して、窒素酸化物の排出を急激に減少させることができる。特に、本発明の第1実施例では、加熱炉の内部で発生する排気ガスを強制的に循環させたり、別途の循環装置を通じて排気ガスを火炎に流入させたり、酸素と混合する必要がないので、本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器の構造的特徴として排気ガス再循環効果を奏することができる。 When the secondary oxygen is injected by the oxygen nozzle unit 50 through at least one of the first flame forming step S3 and the second flame forming step S4, there is a heating furnace between the fuel and the secondary oxygen. The high temperature exhaust gas generated inside flows into the flame. As a result, the recirculation area R3 is formed at the portion where the exhaust gas flows into the flame. Such a phenomenon represents the effect of recirculating the exhaust gas, and the emission of nitrogen oxides can be sharply reduced. In particular, in the first embodiment of the present invention, it is not necessary to forcibly circulate the exhaust gas generated inside the heating furnace, let the exhaust gas flow into the flame through a separate circulation device, or mix with oxygen. As a structural feature of the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention, the exhaust gas recirculation effect can be exhibited.

第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つの二次酸素と燃料の反応において、二つの酸素ノズルユニット50が二つの酸素貫通部14に備えられ、仮想の円Cに対する円周方向に離隔されるので、吐出ヘッドユニット10の前方に所定距離離隔されて形成される酸素反応地域R2で燃料と二次酸素が衝突することになる。それにより、燃料と二次酸素の衝突によって形成される火炎は、厚さは薄く、幅は広い扇形の平面火炎を形成することができる。そこで、平面火炎の形成によって、一つの酸素燃料燃焼器は、広い地域を加熱する効果を奏する。また、二次酸素と燃料の反応において、三つ〜四つの酸素ノズルユニット50が三つ〜四つの酸素貫通部14に1:1に対応して備えられ、仮想の円Cに対する円周方向に等間隔で離隔されているので、吐出ヘッドユニット10の前方に所定距離離隔されて形成される酸素反応地域R2で燃料と二次酸素が衝突することになる。それにより、燃料と二次酸素の衝突によって形成される火炎は一般火炎を形成して、一般的な加熱分野で用いることができる。 In the reaction of at least one of the secondary oxygen and the fuel in the first flame forming step S3 and the second flame forming step S4, two oxygen nozzle units 50 are provided in the two oxygen penetrating portions 14, and a virtual circle is provided. Since it is separated in the circumferential direction with respect to C, the fuel and the secondary oxygen collide with each other in the oxygen reaction area R2 formed at a predetermined distance in front of the discharge head unit 10. Thereby, the flame formed by the collision of the fuel and the secondary oxygen can form a fan-shaped flat flame having a thin thickness and a wide width. Therefore, by forming a flat flame, one oxygen fuel combustor has the effect of heating a wide area. Further, in the reaction between the secondary oxygen and the fuel, three to four oxygen nozzle units 50 are provided in the three to four oxygen penetration portions 14 in a ratio of 1: 1 in the circumferential direction with respect to the virtual circle C. Since they are separated at equal intervals, the fuel and the secondary oxygen collide with each other in the oxygen reaction area R2 formed at a predetermined distance in front of the discharge head unit 10. Thereby, the flame formed by the collision of the fuel and the secondary oxygen forms a general flame and can be used in a general heating field.

また、第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つで燃料と酸素が噴射されるとき、中央ノズルユニット40で吐出さヘッドユニット10の前方に噴射される燃料の噴射速度は、酸素ノズルユニットで噴射される二次酸素の噴射速度の50%以下に制限することができる。このような燃料と二次酸素の噴射速度の差は、高温の排気ガスが火炎内に流入される量を最大化することができる。また、第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つで燃料と酸素が噴射されるとき、酸素ノズルユニット50で噴射される二次酸素の噴射速度は100m/s〜400m/sに制限することができる。このような二次酸素の噴射速度の制限は、高温の排気ガスが火炎内に流入される量を最大化することができる。 Further, when fuel and oxygen are injected at at least one of the first flame forming stage S3 and the second flame forming stage S4, the fuel injected in front of the head unit 10 discharged by the central nozzle unit 40. The injection speed of the secondary oxygen can be limited to 50% or less of the injection speed of the secondary oxygen injected by the oxygen nozzle unit. Such a difference in injection speed between fuel and secondary oxygen can maximize the amount of hot exhaust gas flowing into the flame. Further, when fuel and oxygen are injected at at least one of the first flame forming stage S3 and the second flame forming stage S4, the injection speed of the secondary oxygen injected by the oxygen nozzle unit 50 is 100 m /. It can be limited to s to 400 m / s. Such a limitation of the injection rate of secondary oxygen can maximize the amount of hot exhaust gas flowing into the flame.

例え、二次酸素の噴射速度が制限範囲よりも低くなると、高温排気ガスの流入量が減少され、窒素酸化物の発生量が増加することができる。また、二次酸素の噴射速度が制限範囲よりも低くなると、相対的に燃料の噴射速度が増加することになり、火炎反応が発生しない場合がある。また、二次酸素の噴射速度が制限範囲よりも高くなると、相対的に燃料の噴射速度が減少し、排気ガスの流入量が増加して、火炎反応が発生しない場合がある。 For example, when the injection rate of secondary oxygen is lower than the limit range, the inflow of high-temperature exhaust gas can be reduced and the amount of nitrogen oxides generated can be increased. Further, when the injection speed of the secondary oxygen becomes lower than the limit range, the injection speed of the fuel increases relatively, and the flame reaction may not occur. Further, when the injection speed of the secondary oxygen becomes higher than the limit range, the injection speed of the fuel is relatively reduced, the inflow amount of the exhaust gas is increased, and the flame reaction may not occur.

図9は本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器を示す斜視図であり、図10は本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器の結合状態を示す断面図であり、図11は本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの配置状態を示す図であり、図12は本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの変形された配置状態を示す図であり、図13は本発明の第2実施例による酸素と燃料の噴射方法を示す図であり、図14は本発明の第2実施例による酸素と燃料の反応状態を示す図である。 9 is a perspective view showing the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention, FIG. 10 is a cross-sectional view showing the coupled state of the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a cross-sectional view. FIG. 12 is a diagram showing an arrangement state of a central nozzle unit and an oxygen nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a diagram showing the central nozzle unit and oxygen in the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention. It is a figure which shows the deformed arrangement state of a nozzle unit, FIG. 13 is a figure which shows the oxygen and fuel injection method by the 2nd Example of this invention, and FIG. 14 is a figure which shows the oxygen by the 2nd Example of this invention. It is a figure which shows the reaction state of fuel.

以下では図9〜図14を参照して、本発明の第2実施例による酸素燃焼器について説明する。本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器は加熱炉に酸素と燃料を供給するもので、吐出ヘッドユニット10と、中央供給ユニット20と、酸素供給ユニット30と、中央ノズルユニット40と、酸素ノズルユニット50とを含む。本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器で、本発明の第1実施例による酸素燃料燃焼器と同じ構成については同じ符号を付与し、それに対する説明は省略する。 Hereinafter, the oxygen combustor according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 14. The oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention supplies oxygen and fuel to the heating furnace, and includes a discharge head unit 10, a central supply unit 20, an oxygen supply unit 30, a central nozzle unit 40, and oxygen. Includes a nozzle unit 50. The oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention has the same reference numerals as those of the oxygen fuel combustor according to the first embodiment of the present invention, and the description thereof will be omitted.

本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器は、酸素ノズルユニット50を多段に形成する。それにより、前記酸素貫通部14は、第1酸素貫通部15と、第2酸素貫通部16とを含み、前記酸素供給ユニット30は、第1酸素供給ユニット310と、第2酸素供給ユニット320とを含み、前記酸素ノズルユニット50は、第1酸素ノズルユニット510と、第2酸素ノズルユニット520とを含むことができる。 In the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention, the oxygen nozzle unit 50 is formed in multiple stages. As a result, the oxygen penetrating portion 14 includes a first oxygen penetrating portion 15 and a second oxygen penetrating portion 16, and the oxygen supply unit 30 includes a first oxygen supply unit 310 and a second oxygen supply unit 320. The oxygen nozzle unit 50 can include a first oxygen nozzle unit 510 and a second oxygen nozzle unit 520.

前記第1酸素貫通部15は中央貫通部13を中心とする第1仮想の円C1に対する円周方向に沿って相互離隔された状態で貫通形成される。前記第2酸素貫通部16は第1仮想の円C1よりも大きい第2仮想の円C2に対する円周方向に沿って相互離隔された状態で貫通形成される。ここで、第1酸素貫通部15は二つ〜四つ備えらてもよく、第2酸素貫通部16は二つ〜四つ備えられてもよい。本発明の第2実施例では、第1酸素貫通部15と第2酸素貫通部16が互いに同じ数で形成されてもよい。このとき、第1酸素貫通部15は、中央貫通部13と第2酸素貫通部16とを連結する仮想の線上に配置されたり、仮想の線から外れて配置されてもよい。図示しないが、第1酸素貫通部15の数と第2酸素貫通部16の数は互いに異なってもよい。 The first oxygen penetrating portion 15 is formed penetrating in a state of being separated from each other along the circumferential direction with respect to the first virtual circle C1 centered on the central penetrating portion 13. The second oxygen penetrating portion 16 is formed penetrating in a state of being separated from each other along the circumferential direction with respect to the second virtual circle C2 larger than the first virtual circle C1. Here, the first oxygen penetrating portion 15 may be provided with two to four, and the second oxygen penetrating portion 16 may be provided with two to four. In the second embodiment of the present invention, the first oxygen penetrating portion 15 and the second oxygen penetrating portion 16 may be formed in the same number. At this time, the first oxygen penetrating portion 15 may be arranged on a virtual line connecting the central penetrating portion 13 and the second oxygen penetrating portion 16, or may be arranged outside the virtual line. Although not shown, the number of the first oxygen penetrating portions 15 and the number of the second oxygen penetrating portions 16 may be different from each other.

前記第1酸素供給ユニット310は第1酸素貫通部15に結合される。第1酸素供給ユニット310は第1酸素貫通部15に結合されて、加熱炉に供給される二次酸素が移送される第1酸素供給管313を含むことができる。第1酸素供給管313は第1酸素貫通部15に挿入されることができる。第1酸素供給管313は第1酸素貫通部15の数に対応して二つ〜四つ備えられるようにする。第1酸素供給管313には二次酸素が収容される第1酸素供給チャンバ312が連結されることができる。他の表現で、第1酸素供給チャンバ312には、第1酸素貫通部15に対応して、第1酸素供給管313が分岐されることができる。第1酸素供給チャンバ312には二次酸素を供給する第1酸素供給口311が備えられることができる。そこで、二次酸素は、外部の貯蔵容器(図示しない)から第1酸素供給口311を通じて、第1酸素供給チャンバ312に収容されてから、第1酸素供給管313を通って第1酸素ノズルユニット510で噴射される。ここで、第1酸素供給チャンバ312には第2中央供給管223が貫通挿入されて、第1酸素供給ユニット310の設置面積を減少し、二次酸素の供給を円滑にすることができる。 The first oxygen supply unit 310 is coupled to the first oxygen penetration portion 15. The first oxygen supply unit 310 can include a first oxygen supply pipe 313 that is coupled to the first oxygen penetration portion 15 and to which the secondary oxygen supplied to the heating furnace is transferred. The first oxygen supply pipe 313 can be inserted into the first oxygen penetration portion 15. The first oxygen supply pipe 313 is provided with two to four corresponding to the number of the first oxygen penetration portions 15. A first oxygen supply chamber 312 in which secondary oxygen is housed can be connected to the first oxygen supply pipe 313. In other words, in the first oxygen supply chamber 312, the first oxygen supply pipe 313 can be branched corresponding to the first oxygen penetration portion 15. The first oxygen supply chamber 312 can be provided with a first oxygen supply port 311 that supplies secondary oxygen. Therefore, the secondary oxygen is stored in the first oxygen supply chamber 312 from an external storage container (not shown) through the first oxygen supply port 311 and then through the first oxygen supply pipe 313 to be the first oxygen nozzle unit. It is injected at 510. Here, the second central supply pipe 223 is inserted through the first oxygen supply chamber 312 to reduce the installation area of the first oxygen supply unit 310 and facilitate the supply of secondary oxygen.

前記第2酸素供給ユニット320は第2酸素貫通部16に結合される。第2酸素供給ユニット320は第2酸素貫通部16に結合されて加熱炉に供給される二次酸素が移送される第2酸素供給管323を含むことができる。第2酸素供給管323は第2酸素貫通部16に挿入されることができる。第2酸素供給管323は第2酸素貫通部16の数に対応して二つ〜四つ備えられるようにする。第2酸素供給管323には二次酸素が収容される第2酸素供給チャンバ322が連結されることができる。他の表現で、第2酸素供給チャンバ322には第2酸素貫通部16に対応して第2酸素供給管323が分岐されることができる。第2酸素供給チャンバ322には二次酸素を供給する第2酸素供給口321が備えられる。そこで、二次酸素は、外部の貯蔵容器(図示しない)から第2酸素供給口321を通じて第2酸素供給チャンバ322に収容されてから第2酸素供給管323を通って第2酸素ノズルユニット520で噴射されるようにする。ここで、第2酸素供給チャンバ322には第2中央供給管223が貫通挿入されて、第2酸素供給ユニット320の設置面積を減少し、二次酸素の供給を円滑にすることができる。また、第2酸素供給チャンバ322は第2中央供給チャンバ222と第1酸素供給チャンバ312との間に配置されることができる。 The second oxygen supply unit 320 is coupled to the second oxygen penetrating portion 16. The second oxygen supply unit 320 can include a second oxygen supply pipe 323 that is coupled to the second oxygen penetration portion 16 and transfers the secondary oxygen supplied to the heating furnace. The second oxygen supply pipe 323 can be inserted into the second oxygen penetration portion 16. Two to four second oxygen supply pipes 323 are provided according to the number of second oxygen penetration portions 16. A second oxygen supply chamber 322 in which secondary oxygen is housed can be connected to the second oxygen supply pipe 323. In another expression, a second oxygen supply pipe 323 can be branched into the second oxygen supply chamber 322 corresponding to the second oxygen penetration portion 16. The second oxygen supply chamber 322 is provided with a second oxygen supply port 321 for supplying secondary oxygen. Therefore, the secondary oxygen is stored in the second oxygen supply chamber 322 from an external storage container (not shown) through the second oxygen supply port 321 and then through the second oxygen supply pipe 323 in the second oxygen nozzle unit 520. Make it jet. Here, the second central supply pipe 223 is inserted through the second oxygen supply chamber 322 to reduce the installation area of the second oxygen supply unit 320 and facilitate the supply of secondary oxygen. Further, the second oxygen supply chamber 322 can be arranged between the second central supply chamber 222 and the first oxygen supply chamber 312.

図示しないが、第2酸素供給チャンバ322に第1酸素供給チャンバ312が内蔵されることができる。また、第1酸素供給チャンバ312に第2中央供給チャンバ222が内蔵されることができる。また、第2中央供給チャンバ222に第1中央供給チャンバ212が内蔵されることができる。 Although not shown, the first oxygen supply chamber 312 can be incorporated in the second oxygen supply chamber 322. Further, the second central supply chamber 222 can be incorporated in the first oxygen supply chamber 312. Further, the first central supply chamber 212 can be incorporated in the second central supply chamber 222.

前記第1酸素ノズルユニット510は第1酸素貫通部15で加熱炉の内部に露出されるように第1酸素供給ユニット310または第1酸素貫通部15に結合される。第1酸素ノズルユニット510には、本発明の第1実施例のように、収容コーン部502と、傾斜噴射孔部503が含まれ、ノズル結合部501、及び傾斜表示部504の中の少なくともいずれか一つが含まれることができる。前記第2酸素ノズルユニット520は、第2酸素貫通部16で加熱炉の内部に露出されるように第2酸素供給ユニット320または第2酸素貫通部16に結合される。第2酸素ノズルユニット520には、本発明の第1実施例のように、収容コーン部502と、傾斜噴射孔部503が含まれ、ノズル結合部501、及び傾斜表示部504の中の少なくともいずれか一つが含まれることができる。このように、酸素ノズルユニット50が多段に形成される場合には、第1酸素ノズルユニット510で噴射される二次酸素の噴射角は、第2酸素ノズルユニット520で噴射される二次酸素の噴射角より大きくすることにより、酸素反応地域R2は第1酸素反応地域R21と第2酸素反応地域R22を含むことができる。第1酸素反応地域R21は、吐出ヘッドユニット10の前方に第1酸素ノズルユニット510で噴射される二次酸素の噴射方向と燃料の噴射方向が交差して二次酸素と燃料が反応する。第2酸素反応地域R22は、第1酸素反応地域R21の前方に第2酸素ノズルユニット520で噴射される二次酸素の噴射方向と燃料の噴射方向が交差して二次酸素と燃料が反応する。 The first oxygen nozzle unit 510 is coupled to the first oxygen supply unit 310 or the first oxygen penetration portion 15 so as to be exposed inside the heating furnace at the first oxygen penetration portion 15. As in the first embodiment of the present invention, the first oxygen nozzle unit 510 includes a housing cone portion 502 and an inclined injection hole portion 503, and at least one of the nozzle coupling portion 501 and the inclined display unit 504. Or one can be included. The second oxygen nozzle unit 520 is coupled to the second oxygen supply unit 320 or the second oxygen penetrating portion 16 so as to be exposed inside the heating furnace at the second oxygen penetrating portion 16. The second oxygen nozzle unit 520 includes a housing cone portion 502 and an inclined injection hole portion 503, as in the first embodiment of the present invention, and is at least one of the nozzle coupling portion 501 and the inclined display unit 504. Or one can be included. When the oxygen nozzle unit 50 is formed in multiple stages as described above, the injection angle of the secondary oxygen injected by the first oxygen nozzle unit 510 is the injection angle of the secondary oxygen injected by the second oxygen nozzle unit 520. By making it larger than the injection angle, the oxygen reaction area R2 can include the first oxygen reaction area R21 and the second oxygen reaction area R22. In the first oxygen reaction area R21, the injection direction of the secondary oxygen injected by the first oxygen nozzle unit 510 intersects the injection direction of the fuel in front of the discharge head unit 10, and the secondary oxygen reacts with the fuel. In the second oxygen reaction area R22, the injection direction of the secondary oxygen injected by the second oxygen nozzle unit 520 intersects the injection direction of the fuel in front of the first oxygen reaction area R21, and the secondary oxygen reacts with the fuel. ..

図示しないが、本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器は制御ユニットをさらに含むことができる。前記制御ユニットは加熱炉の内部温度Tに対応して燃料と酸素の噴射量を調節する。制御ユニットの動作は本発明の第2実施例による酸素と燃料の噴射方法で説明する。 Although not shown, the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention may further include a control unit. The control unit adjusts the injection amount of fuel and oxygen according to the internal temperature T of the heating furnace. The operation of the control unit will be described in the method of injecting oxygen and fuel according to the second embodiment of the present invention.

以下では図9〜図14を参照して、本発明の第2実施例による酸素と燃料の噴射方法について説明する。本発明の第2実施例による酸素と燃料の噴射方法は、加熱炉の内部に酸素と燃料を噴射する方法で、図13に示すように、温度測定段階S1と、温度比較段階S2と、第1火炎形成段階S3と、第2火炎形成段階S4とを含む。本発明の第2実施例による酸素と燃料の噴射方法は、本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器を通じて加熱炉の内部に酸素と燃料が噴射される方法で説明する。 Hereinafter, the method of injecting oxygen and fuel according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 14. The method of injecting oxygen and fuel according to the second embodiment of the present invention is a method of injecting oxygen and fuel into the inside of the heating furnace, and as shown in FIG. 13, the temperature measurement step S1, the temperature comparison step S2, and the second. It includes one flame forming step S3 and a second flame forming step S4. The method of injecting oxygen and fuel according to the second embodiment of the present invention will be described by the method of injecting oxygen and fuel into the inside of the heating furnace through the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention.

前記温度測定段階S1は加熱炉の内部温度Tを測定する。温度測定段階S1は、多様な温度測定手段を通じて加熱炉の内部温度Tを測定することができる。 The temperature measurement step S1 measures the internal temperature T of the heating furnace. The temperature measurement step S1 can measure the internal temperature T of the heating furnace through various temperature measuring means.

前記温度比較段階S2は、温度測定段階S1を経て測定される加熱炉の内部温度Tと既定の自動点火温度T0を比較する。温度比較段階S2は、多様な形態の制御ユニット(図示しない)を通じて加熱炉の内部温度Tと既定の自動点火温度T0を比較することができる。 The temperature comparison step S2 compares the internal temperature T of the heating furnace measured through the temperature measurement step S1 with the predetermined automatic ignition temperature T0. The temperature comparison step S2 can compare the internal temperature T of the heating furnace with the predetermined automatic ignition temperature T0 through various types of control units (not shown).

前記第1火炎形成段階S3は、温度比較段階S2の比較結果によって加熱炉の内部温度Tが既定の自動点火温度T0よりも小さい場合、燃料に一次酸素と二次酸素を噴射する。ここで、既定の自動点火温度T0は、燃料が液化天然ガス(LNG、Liquid Natural Gas)を燃料とする場合、摂氏800度から摂氏900度であることができる。第1火炎形成段階S3で一次酸素の噴射量は、全体酸素噴射量の30%以下になり、二次酸素の噴射量は、全体酸素噴射量の70%以上になるようにする。第1火炎形成段階S3は、燃料噴射段階S21、及び濃厚噴射段階S22を含み、第1反応噴射段階S23と第2反応噴射段階S24の中の少なくともいずれか一つをさらに含む。ここで、第1火炎形成段階S3の順序を限定するのではなく、火炎の形成のために、第1火炎形成段階S3の順序を調整することができる。 The first flame forming step S3 injects primary oxygen and secondary oxygen into the fuel when the internal temperature T of the heating furnace is smaller than the predetermined automatic ignition temperature T0 according to the comparison result of the temperature comparison step S2. Here, the default automatic ignition temperature T0 can be 800 degrees Celsius to 900 degrees Celsius when the fuel is liquefied natural gas (LNG, Liquid Natural Gas). In the first flame formation step S3, the injection amount of the primary oxygen is 30% or less of the total oxygen injection amount, and the injection amount of the secondary oxygen is 70% or more of the total oxygen injection amount. The first flame forming step S3 includes a fuel injection step S21 and a concentrated injection step S22, and further includes at least one of the first reaction injection step S23 and the second reaction injection step S24. Here, the order of the first flame forming step S3 is not limited, but the order of the first flame forming step S3 can be adjusted for the formation of the flame.

第1火炎形成段階S3における燃料噴射段階S21は、吐出ヘッドユニット10の中央部に備えられる中央ノズルユニット40を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に燃料を噴射する。第1火炎形成段階S3における濃厚注入段階S22は、中央ノズルユニット40を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に一次酸素を噴射する。ここで、一次酸素の噴射量は、全体噴射量の30%以下になるようにする。濃厚噴射段階S22を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で燃料の噴射方向と交差して一次酸素と燃料が反応し、燃料濃厚地域R1を形成する。第1火炎形成段階S3における第1反応噴射段階S23は、中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる第1酸素ノズルユニット510を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に二次酸素を噴射する。第1反応噴射段階S23を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で燃料の噴射方向と二次酸素の噴射方向が交差して二次酸素と燃料が反応し、燃料濃厚地域R1より遠い部分で第1酸素反応地域R21を形成する。他の表現で、吐出ヘッドユニット10と第1酸素反応地域R21との間には燃料濃厚地域R1が形成される。ここで、燃料濃厚地域R1と第1酸素反応地域R21は、一部が重なったり、互いに離隔されることができる。第1火炎形成段階S3における第2反応噴射段階S24は、中央ノズルユニット40で離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる第2酸素ノズルユニット520を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に二次酸素を噴射する。第2反応噴射段階S24を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で燃料の噴射方向と二次酸素の噴射方向が交差して二次酸素と燃料が反応し、燃料濃厚地域R1より遠い部分で第2酸素反応地域R22を形成する。他の表現で、吐出ヘッドユニット10と第2酸素反応地域R22との間には第1酸素反応地域R21と燃料濃厚地域R1が形成されることができる。ここで、燃料濃厚地域R1、第1酸素反応地域R21及び第2酸素反応地域R22は、一部が重なったり、互いに離隔されることができる。 The fuel injection step S21 in the first flame forming step S3 injects fuel in front of the discharge head unit 10 through the central nozzle unit 40 provided in the center of the discharge head unit 10. In the concentrated injection step S22 in the first flame forming step S3, primary oxygen is injected in front of the discharge head unit 10 through the central nozzle unit 40. Here, the injection amount of the primary oxygen is set to 30% or less of the total injection amount. Through the concentrated injection step S22, the primary oxygen and the fuel react with each other in front of the discharge head unit 10 at the front of the discharge head unit 10 and intersect with the fuel injection direction to form the fuel concentrated area R1. In the first reaction injection step S23 in the first flame forming step S3, secondary oxygen is supplied to the front of the discharge head unit 10 through the first oxygen nozzle unit 510 provided in the discharge head unit 10 in a state of being separated from the central nozzle unit 40. Inject. Through the first reaction injection step S23, the fuel injection direction and the secondary oxygen injection direction intersect in front of the discharge head unit 10, and the secondary oxygen reacts with the fuel, and the first oxygen reaction occurs in a portion far from the fuel-rich area R1. Form area R21. In other words, a fuel-rich region R1 is formed between the discharge head unit 10 and the first oxygen reaction region R21. Here, the fuel-rich area R1 and the first oxygen reaction area R21 can partially overlap or be separated from each other. In the second reaction injection step S24 in the first flame forming step S3, secondary oxygen is supplied to the front of the discharge head unit 10 through the second oxygen nozzle unit 520 provided in the discharge head unit 10 in a state of being separated by the central nozzle unit 40. Inject. Through the second reaction injection step S24, the fuel injection direction and the secondary oxygen injection direction intersect in front of the discharge head unit 10, and the secondary oxygen reacts with the fuel, and the second oxygen reaction occurs in a portion far from the fuel-rich area R1. Form area R22. In other words, a first oxygen reaction region R21 and a fuel-rich region R1 can be formed between the discharge head unit 10 and the second oxygen reaction region R22. Here, the fuel-rich area R1, the first oxygen reaction area R21, and the second oxygen reaction area R22 can be partially overlapped or separated from each other.

そこで、吐出ヘッドユニット10の前方に燃料濃厚地域R1、第1酸素反応地域R21、第2酸素反応地域R22が順次に形成されることができる。そして燃焼反応条件によって、第1酸素反応地域R21と第2酸素反応地域R22の中の少なくともいずれか一つが形成されるようにすることができる。 Therefore, the fuel-rich area R1, the first oxygen reaction area R21, and the second oxygen reaction area R22 can be sequentially formed in front of the discharge head unit 10. Then, depending on the combustion reaction conditions, at least one of the first oxygen reaction area R21 and the second oxygen reaction area R22 can be formed.

ここで、第1火炎形成段階S3における第1反応噴射段階S23で噴射される二次酸素の噴射量と第1火炎形成段階S3における第2反応噴射段階S24で噴射される二次酸素の噴射量の和は、全体噴射量の70%以上になるようにする。第1酸素ノズルユニット510と第2酸素ノズルユニット520の両方で二次酸素が噴射される場合、第1酸素ノズルユニット510で噴射される二次酸素の噴射量または二次酸素の噴射速度は第2酸素ノズルユニット520で噴射される二次酸素の噴射量または二次酸素の噴射速度と同一または小さくなるようにして排気ガスの再循環効果を極大化させることができる。 Here, the injection amount of the secondary oxygen injected in the first reaction injection step S23 in the first flame formation step S3 and the injection amount of the secondary oxygen injected in the second reaction injection step S24 in the first flame formation step S3. The sum of should be 70% or more of the total injection amount. When secondary oxygen is injected by both the first oxygen nozzle unit 510 and the second oxygen nozzle unit 520, the injection amount of the secondary oxygen or the injection speed of the secondary oxygen injected by the first oxygen nozzle unit 510 is the second. The recirculation effect of the exhaust gas can be maximized by making it equal to or smaller than the injection amount of the secondary oxygen injected by the 2 oxygen nozzle unit 520 or the injection speed of the secondary oxygen.

そこで、燃料濃厚地域R1で一次酸素と反応し、未燃焼された燃料が第1酸素反応地域R21と第2酸素反応地域R22の中の少なくともいずれか一つで二次酸素と最終的に反応することにより、点火及び火炎の保持を容易にし、窒素酸化物の排出を減少させることができる。 Therefore, it reacts with the primary oxygen in the fuel-rich area R1, and the unburned fuel finally reacts with the secondary oxygen in at least one of the first oxygen reaction area R21 and the second oxygen reaction area R22. This facilitates ignition and retention of flames and reduces nitrogen oxide emissions.

第1火炎形成段階S3を通じて、第1酸素ノズルユニット510と第2酸素ノズルユニット520の中の少なくともいずれか一つで二次酸素が噴射されるとき、燃料と二次酸素の間には、加熱炉の内部で発生される高温排気ガスが火炎に流入される。それにより、排気ガスが火炎に流入される部分で再循環地域R3を形成する。このような現象は、排気ガスの再循環効果を表して、窒素酸化物の排出を急激に減少させることができる。特に、本発明の第2実施例では、加熱炉の内部で発生する排気ガスを強制的に循環させたり、別途の循環装置を通じて排気ガスを火炎に流入させたり、酸素と混合する必要がないので、本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器の構造的特徴として排気ガスの再循環効果を得ることができる。 When secondary oxygen is injected by at least one of the first oxygen nozzle unit 510 and the second oxygen nozzle unit 520 through the first flame forming step S3, heating is performed between the fuel and the secondary oxygen. The high temperature exhaust gas generated inside the furnace flows into the flame. As a result, the recirculation area R3 is formed at the portion where the exhaust gas flows into the flame. Such a phenomenon represents the effect of recirculating the exhaust gas, and the emission of nitrogen oxides can be sharply reduced. In particular, in the second embodiment of the present invention, it is not necessary to forcibly circulate the exhaust gas generated inside the heating furnace, let the exhaust gas flow into the flame through a separate circulation device, or mix with oxygen. As a structural feature of the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention, the exhaust gas recirculation effect can be obtained.

前記第2火炎形成段階S4は、温度比較段階S2の結果によって加熱炉の内部温度Tが既定の自動点火温度T0以上である場合、燃料に二次酸素のみを噴射する。特に、第2火炎形成段階S4で二次酸素の噴射量は、全体酸素噴射量の100%になる。 In the second flame forming step S4, when the internal temperature T of the heating furnace is equal to or higher than the predetermined automatic ignition temperature T0 according to the result of the temperature comparison step S2, only secondary oxygen is injected into the fuel. In particular, in the second flame formation step S4, the injection amount of secondary oxygen becomes 100% of the total oxygen injection amount.

第2火炎形成段階S4は第1火炎形成段階S3の濃厚噴射段階S22を除いて、燃料噴射段階S21−1を含み、第1反応噴射段階S23−1と第2反応噴射段階S24−1の中の少なくともいずれか一つをさらに含む。 The second flame forming step S4 includes the fuel injection step S21-1 except for the concentrated injection step S22 of the first flame forming step S3, and is in the first reaction injection step S23-1 and the second reaction injection step S24-1. Further includes at least one of.

第2火炎形成段階S4における燃料噴射段階S21−1は吐出ヘッドユニット10の中央部に備えられる中央ノズルユニット40を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に燃料を噴射する。 The fuel injection step S21-1 in the second flame forming step S4 injects fuel in front of the discharge head unit 10 through the central nozzle unit 40 provided in the center of the discharge head unit 10.

第2火炎形成段階S4における第1反応噴射段階S23−1は、中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる第1酸素ノズルユニット510を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に二次酸素を噴射する。第1反応噴射段階S23−1を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で燃料の噴射方向と二次酸素の噴射方向が交差して二次酸素と燃料が反応し、燃料濃厚地域R1がなしに第1酸素反応地域R21を形成する。他の表現で、吐出ヘッドユニット10の前方に第1酸素ノズルユニット510を通じた二次酸素の噴射角に対応して所定の距離離隔して第1酸素反応地域R21が形成される。 The first reaction injection step S23-1 in the second flame forming step S4 is secondary to the front of the discharge head unit 10 through the first oxygen nozzle unit 510 provided in the discharge head unit 10 in a state of being separated from the central nozzle unit 40. Inject oxygen. Through the first reaction injection step S23-1, the injection direction of the fuel and the injection direction of the secondary oxygen intersect in front of the discharge head unit 10 and the secondary oxygen reacts with the fuel, and the primary oxygen without the fuel-rich region R1. A reaction region R21 is formed. In another expression, the first oxygen reaction region R21 is formed in front of the discharge head unit 10 at a predetermined distance corresponding to the injection angle of the secondary oxygen through the first oxygen nozzle unit 510.

第2火炎形成段階S4における第2反応噴射段階S24−1は、中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる第1酸素ノズルユニット510を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に二次酸素を噴射する。第2反応噴射段階S24−1を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で燃料の噴射方向と二次酸素の噴射方向が交差して二次酸素と燃料が反応し、燃料濃厚地域R1がなしに第2酸素反応地域R22を形成する。他の表現で、吐出ヘッドユニット10の前方に第1酸素ノズルユニット510を通じた二次酸素の噴射角に対応して所定の距離離隔されて、第2酸素反応地域R22が形成される。そこで、吐出ヘッドユニット10と第2酸素反応地域R22との間には第1酸素反応地域R21が形成されることができる。ここで、燃料濃厚地域R1、第1酸素反応地域R21、及び第2酸素反応地域R22は一部が重なったり互いに離隔されることができる。 The second reaction injection step S24-1 in the second flame forming step S4 is secondary to the front of the discharge head unit 10 through the first oxygen nozzle unit 510 provided in the discharge head unit 10 in a state of being separated from the central nozzle unit 40. Inject oxygen. Through the second reaction injection step S24-1, the injection direction of the fuel and the injection direction of the secondary oxygen intersect in front of the discharge head unit 10 and the secondary oxygen reacts with the fuel, and the secondary oxygen without the fuel-rich region R1. A reaction region R22 is formed. In another expression, the second oxygen reaction region R22 is formed in front of the discharge head unit 10 by being separated by a predetermined distance corresponding to the injection angle of the secondary oxygen through the first oxygen nozzle unit 510. Therefore, a first oxygen reaction region R21 can be formed between the discharge head unit 10 and the second oxygen reaction region R22. Here, the fuel-rich region R1, the first oxygen reaction region R21, and the second oxygen reaction region R22 can partially overlap or be separated from each other.

そこで、吐出ヘッドユニット10の前方に第1酸素反応地域R21と、第2酸素反応地域R22が順次に形成されることができる。そして燃焼反応条件によって、第1酸素反応地域R21と第2酸素反応地域R22の中の少なくともいずれか一つが形成されるようにすることができる。 Therefore, the first oxygen reaction area R21 and the second oxygen reaction area R22 can be sequentially formed in front of the discharge head unit 10. Then, depending on the combustion reaction conditions, at least one of the first oxygen reaction area R21 and the second oxygen reaction area R22 can be formed.

ここで、第1酸素反応地域R21は、吐出ヘッドユニット10の前方で第2酸素反応地域R22より近い部分に形成され、第1酸素ノズルユニット510は第1酸素ノズルユニット510より中央ノズルユニット40に近い部分に形成される。 Here, the first oxygen reaction area R21 is formed in front of the discharge head unit 10 and closer to the second oxygen reaction area R22, and the first oxygen nozzle unit 510 is closer to the central nozzle unit 40 than the first oxygen nozzle unit 510. It is formed in a close part.

また、第2火炎形成段階S4における第1反応噴射段階S23−1で噴射される二次酸素の噴射量と第2火炎形成段階S4における第2反応噴射段階S24−1で噴射される二次酸素の噴射量の和は、全体噴射量の100%になるようにする。第1酸素ノズルユニット510と第2酸素ノズルユニット520の両方で二次酸素が噴射される場合、第2酸素ノズルユニット520で噴射される二次酸素の噴射量または二次酸素の噴射速度は第1酸素ノズルユニット510で噴射される二次酸素の噴射量または二次酸素の噴射速度と同一または大きくなるようにして、排気ガスの再循環効果を極大化させることができる。 Further, the injection amount of the secondary oxygen injected in the first reaction injection step S23-1 in the second flame formation step S4 and the secondary oxygen injected in the second reaction injection step S24-1 in the second flame formation step S4. The sum of the injection amounts of is 100% of the total injection amount. When secondary oxygen is injected by both the first oxygen nozzle unit 510 and the second oxygen nozzle unit 520, the injection amount of the secondary oxygen or the injection speed of the secondary oxygen injected by the second oxygen nozzle unit 520 is the second. 1 The recirculation effect of the exhaust gas can be maximized by making it equal to or larger than the injection amount of the secondary oxygen injected by the oxygen nozzle unit 510 or the injection speed of the secondary oxygen.

そこで、第2火炎形成段階S4は、第1酸素反応地域R21と第2酸素反応地域R22の中の少なくともいずれか一つのみで二次酸素と燃料が衝突して火炎が発生されるので、排気ガスの流入のためのエントレインメント効果を極大化することができ、火炎内に流入される排気ガスに対して再循環効果を極大化させることができる。また、第2火炎形成段階S4では、肉眼で区別しにくい無火炎燃焼反応が行われる。 Therefore, in the second flame formation stage S4, the secondary oxygen and the fuel collide with each other in at least one of the first oxygen reaction area R21 and the second oxygen reaction area R22 to generate a flame, so that the exhaust gas is exhausted. The entrainment effect for the inflow of gas can be maximized, and the recirculation effect for the exhaust gas flowing into the flame can be maximized. Further, in the second flame formation step S4, a flameless combustion reaction that is difficult to distinguish with the naked eye is performed.

第1火炎形成段階S3または第2火炎形成段階S4の二次酸素と燃料の反応において、吐出ヘッドユニット10の前方で相対的に近い部分の加熱のためには、第1酸素ノズルユニット510と中央ノズルユニット40を通じて二次酸素と燃料が噴射されて、比較的短い火炎を形成することができる。また、吐出ヘッドユニット10の前方で相対的に遠い部分の加熱のためには、第1酸素ノズルユニット510と中央ノズルユニット40を通じて二次酸素と燃料が噴射されて、相対的に長い火炎を形成することができる。また、吐出ヘッドユニット10の前方で全体の加熱のためには、第1酸素ノズルユニット510、第1酸素ノズルユニット510、中央ノズルユニット40を通じて二次酸素と燃料が噴射されて火炎の形成面積を広げることができる。 In the reaction between the secondary oxygen and the fuel in the first flame forming step S3 or the second flame forming step S4, in order to heat a relatively close portion in front of the discharge head unit 10, the first oxygen nozzle unit 510 and the center Secondary oxygen and fuel are injected through the nozzle unit 40 to form a relatively short flame. Further, in order to heat a relatively distant portion in front of the discharge head unit 10, secondary oxygen and fuel are injected through the first oxygen nozzle unit 510 and the central nozzle unit 40 to form a relatively long flame. can do. Further, in order to heat the entire surface in front of the discharge head unit 10, secondary oxygen and fuel are injected through the first oxygen nozzle unit 510, the first oxygen nozzle unit 510, and the central nozzle unit 40 to reduce the flame formation area. Can be expanded.

第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つの二次酸素と燃料の反応において、二つの第1酸素ノズルユニット510が二つの第1酸素貫通部15に備えられ、二つの第1酸素ノズルユニット510が二つの第2酸素貫通部16に備えられ、中央ノズルユニット40、第1酸素ノズルユニット510及び第1酸素ノズルユニット510が一直線上に配置されるので、吐出ヘッドユニット10の前方に所定距離離隔されて形成される第1酸素反応地域R21と第2酸素反応地域R22の中の少なくともいずれか一つで燃料と二次酸素が衝突することになる。それにより、燃料と二次酸素の衝突により形成される火炎は、厚さは薄く、幅は広い扇形の平面火炎を形成することができる。そこで、平面火炎の形成によって、一つの酸素燃料燃焼器は広い地域を加熱する効果を有する。 In the reaction of at least one of the secondary oxygen and the fuel in the first flame forming step S3 and the second flame forming step S4, two first oxygen nozzle units 510 are provided in the two first oxygen penetrating portions 15. , Two first oxygen nozzle units 510 are provided in the two second oxygen penetration portions 16, and the central nozzle unit 40, the first oxygen nozzle unit 510 and the first oxygen nozzle unit 510 are arranged in a straight line, so that the discharge can be performed. The fuel and secondary oxygen collide with each other in at least one of the first oxygen reaction area R21 and the second oxygen reaction area R22 formed in front of the head unit 10 at a predetermined distance. Thereby, the flame formed by the collision of the fuel and the secondary oxygen can form a fan-shaped flat flame having a thin thickness and a wide width. Therefore, by forming a flat flame, one oxygen fuel combustor has the effect of heating a wide area.

また、二次酸素と燃料の反応において、二つの第1酸素ノズルユニット510が二つの第1酸素貫通部15に備えられ、二つの第1酸素ノズルユニット510が二つの第2酸素貫通部16に備えられ、中央ノズルユニット40と第1酸素ノズルユニット510とを連結する仮想の線が中央のノズルユニット40と第1酸素ノズルユニット510とを連結する仮想の線と交差する場合、吐出ヘッドユニット10の前方に所定距離離隔して形成される第1酸素反応地域R21と第2酸素反応地域R22の中の少なくともいずれか一つで燃料と二次酸素が衝突することになる。それにより、燃料と二次酸素の衝突により形成される火炎は一般火炎を形成して、一般的な加熱分野で使用することができる。また、二次酸素と燃料の反応において、三つ〜四つの第1酸素ノズルユニット510が三つ〜四つの第1酸素貫通部15に1:1に対応して備えられ、第1仮想の円C1に対する円周方向に等間隔で離隔され、三つ〜四つの第1酸素ノズルユニット510が三つ〜四つの第2酸素貫通部16に1:1に対応して備えられ、第2仮想の円C2に対する円周方向に等間隔で離隔しているので、吐出ヘッドユニット10の前方に所定距離離隔されて形成される第1酸素反応地域R21と第2酸素反応地域R22の中の少なくともいずれか一つで燃料と二次酸素が衝突することになる。それにより、燃料と二次酸素の衝突により形成される火炎は一般火炎を形成して、一般的な加熱分野で使用することができる。 Further, in the reaction between the secondary oxygen and the fuel, two first oxygen nozzle units 510 are provided in the two first oxygen penetrating portions 15, and two first oxygen nozzle units 510 are provided in the two second oxygen penetrating portions 16. When the virtual line connecting the central nozzle unit 40 and the first oxygen nozzle unit 510 intersects the virtual line connecting the central nozzle unit 40 and the first oxygen nozzle unit 510, the discharge head unit 10 is provided. The fuel and the secondary oxygen collide with each other in at least one of the first oxygen reaction area R21 and the second oxygen reaction area R22 formed at a predetermined distance in front of the above. Thereby, the flame formed by the collision of the fuel and the secondary oxygen forms a general flame and can be used in a general heating field. Further, in the reaction between the secondary oxygen and the fuel, three to four first oxygen nozzle units 510 are provided in the three to four first oxygen penetrating portions 15 in a 1: 1 correspondence, and a first virtual circle is provided. Separated at equal intervals in the circumferential direction with respect to C1, three to four first oxygen nozzle units 510 are provided in three to four second oxygen penetrating portions 16 in a 1: 1 correspondence, and a second virtual Since they are separated at equal intervals in the circumferential direction with respect to the circle C2, at least one of the first oxygen reaction area R21 and the second oxygen reaction area R22 formed separated in front of the discharge head unit 10 by a predetermined distance. Fuel and secondary oxygen will collide with each other. Thereby, the flame formed by the collision of the fuel and the secondary oxygen forms a general flame and can be used in a general heating field.

また、第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つで燃料と酸素が噴射されるとき、中央ノズルユニット40で吐出さヘッドユニット10の前方に噴射される燃料の噴射速度は、第1酸素ノズルユニット510または第1酸素ノズルユニット510で噴射される二次酸素の噴射速度の50%以下に制限することができる。このような燃料と二次酸素の噴射速度の差は、排気ガスが火炎内に流入される量を最大化することができる。また、第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つで燃料と酸素が噴射されるとき、第1酸素ノズルユニット510または第2酸素ノズルユニット520で噴射される二次酸素の噴射速度は100m/s〜400m/sに制限することができる。このような二次酸素の噴射速度の制限は、高温の排気ガスが火炎内に流入される量を最大化することができる。 Further, when fuel and oxygen are injected at at least one of the first flame forming stage S3 and the second flame forming stage S4, the fuel injected in front of the head unit 10 discharged by the central nozzle unit 40. The injection speed of the above can be limited to 50% or less of the injection speed of the secondary oxygen injected by the first oxygen nozzle unit 510 or the first oxygen nozzle unit 510. Such a difference in injection speed between fuel and secondary oxygen can maximize the amount of exhaust gas flowing into the flame. Further, when fuel and oxygen are injected at at least one of the first flame forming stage S3 and the second flame forming stage S4, they are injected by the first oxygen nozzle unit 510 or the second oxygen nozzle unit 520. The injection rate of secondary oxygen can be limited to 100 m / s to 400 m / s. Such a limitation of the injection rate of secondary oxygen can maximize the amount of hot exhaust gas flowing into the flame.

例え、二次酸素の噴射速度が制限範囲よりも低くなると、高温の排気ガスの流入量が減少し、窒素酸化物の発生量が増加することができる。また、二次酸素の噴射速度が制限範囲よりも低くなると、相対的に燃料の噴射速度が増加することになり、火炎反応が発生されないことがある。また、二次酸素の噴射速度が制限範囲よりも高くなると、相対的に燃料の噴射速度が減少し、排気ガスの流入量が増加されて、火炎反応が発生しないことがある。 For example, when the injection rate of secondary oxygen is lower than the limit range, the inflow of high-temperature exhaust gas can be reduced and the amount of nitrogen oxides generated can be increased. Further, when the injection speed of the secondary oxygen becomes lower than the limit range, the injection speed of the fuel increases relatively, and the flame reaction may not occur. Further, when the injection speed of the secondary oxygen becomes higher than the limit range, the injection speed of the fuel is relatively reduced, the inflow amount of the exhaust gas is increased, and the flame reaction may not occur.

図示しないが、本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器は制御ユニットをさらに含むことができる。前記制御ユニットは、加熱炉の内部温度Tに対応して、燃料と酸素の噴射量を調節する。制御ユニットの動作は本発明の第2実施例による酸素と燃料の噴射方法で説明する。 Although not shown, the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention may further include a control unit. The control unit adjusts the injection amount of fuel and oxygen according to the internal temperature T of the heating furnace. The operation of the control unit will be described in the method of injecting oxygen and fuel according to the second embodiment of the present invention.

図15は本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器を示す斜視図であり、図16は本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器の結合状態を示す断面図であり、図17は本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットと酸素ノズルユニットの配置状態を示す図であり、図18は本発明の第2実施例による酸素燃料燃焼器で中央ノズルユニットを示す図であり、図19は本発明の第3実施例による酸素と燃料の噴射方法を示す図であり、図20は本発明の第3実施例による酸素と燃料の反応状態を示す図である。 FIG. 15 is a perspective view showing the oxygen fuel combustor according to the third embodiment of the present invention, FIG. 16 is a cross-sectional view showing the coupled state of the oxygen fuel combustor according to the third embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 18 is a diagram showing an arrangement state of a central nozzle unit and an oxygen nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 18 shows a central nozzle unit in the oxygen fuel combustor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 19 is a diagram showing a method of injecting oxygen and fuel according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a diagram showing a reaction state of oxygen and fuel according to a third embodiment of the present invention.

以下では、図15〜図20を参照して本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器について説明する。本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器は加熱炉に酸素と燃料を供給するもので、吐出ヘッドユニット10と、中央供給ユニット20と、酸素供給ユニット30と、中央ノズルユニット40と、酸素ノズルユニット50とを含む。 Hereinafter, the oxygen fuel combustor according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 20. The oxygen fuel combustor according to the third embodiment of the present invention supplies oxygen and fuel to the heating furnace, and includes a discharge head unit 10, a central supply unit 20, an oxygen supply unit 30, a central nozzle unit 40, and oxygen. Includes a nozzle unit 50.

本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器で本発明の第1実施例または第2実施例による酸素燃料燃焼器と同じ構成については同じ符号を付与し、これに対する説明は省略する。 The same reference numerals are given to the oxygen fuel combustors according to the third embodiment of the present invention and the same configurations as the oxygen fuel combustors according to the first or second embodiment of the present invention, and the description thereof will be omitted.

本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器は中央ノズルユニット40で燃料のみ噴射されるように形成される。 The oxygen fuel combustor according to the third embodiment of the present invention is formed so that only fuel is injected by the central nozzle unit 40.

それにより、中央供給ユニット20は加熱炉に一次燃料を供給する第1中央供給ユニット210と、加熱炉に二次燃料を供給する第2中央供給ユニット220とを含み、中央ノズルユニット40は、中央ノズル部41と、ノズルフランジ部42とを含むことができる。 一次燃料と二次燃料の和は、全体燃料噴射量の100%になるようにする。一次燃料と二次燃料は同じ燃料を用いることができる。 As a result, the central supply unit 20 includes a first central supply unit 210 that supplies the primary fuel to the heating furnace and a second central supply unit 220 that supplies the secondary fuel to the heating furnace, and the central nozzle unit 40 is central. The nozzle portion 41 and the nozzle flange portion 42 can be included. The sum of the primary fuel and the secondary fuel should be 100% of the total fuel injection amount. The same fuel can be used as the primary fuel and the secondary fuel.

第1中央供給ユニット210は、加熱炉に供給される一次燃料が移送される第1中央供給管213を含む。第1中央供給管213には一次燃料が収容される第1中央供給チャンバ212が連結されることができる。第1中央供給チャンバ212には一次燃料を供給する第1中央供給口211が備えられることができる。そこで、一次燃料は外部の貯蔵容器(図示しない)から第1中央供給口211を通じて第1中央供給チャンバ212に収容されてから第1中央供給管213を通って中央ノズルユニット40で噴射されるようにする。 The first central supply unit 210 includes a first central supply pipe 213 to which the primary fuel supplied to the heating furnace is transferred. A first central supply chamber 212 containing primary fuel can be connected to the first central supply pipe 213. The first central supply chamber 212 may be provided with a first central supply port 211 for supplying primary fuel. Therefore, the primary fuel is stored in the first central supply chamber 212 from an external storage container (not shown) through the first central supply port 211, and then injected by the central nozzle unit 40 through the first central supply pipe 213. To.

第2中央供給ユニット220は、中央貫通部13に結合されて、加熱炉に供給される二次燃料が移送される第2中央供給管223を含む。第2中央供給管223は中央貫通部13に挿入されることができる。第2中央供給管223には二次燃料が収容される第2中央供給チャンバ222が連結されることができる。第2中央供給チャンバ222には二次燃料を供給する第2中央供給口221が備えられることができる。そこで、二次燃料は、外部の貯蔵容器(図示しない)から第2中央供給口221を通じて第2中央供給チャンバ222に収容されてから第2中央供給管223を通って中央ノズルユニット40で噴射されるようにする。ここで、第2中央供給管223と第2中央供給チャンバ222には第1中央供給管213が挿入されて支持されて、中央ノズルユニット40の大きさが減少し、一次燃料と二次燃料の供給を円滑にすることができる。 The second central supply unit 220 includes a second central supply pipe 223 coupled to the central penetration portion 13 to transfer the secondary fuel supplied to the heating furnace. The second central supply pipe 223 can be inserted into the central penetrating portion 13. A second central supply chamber 222 in which the secondary fuel is housed can be connected to the second central supply pipe 223. The second central supply chamber 222 may be provided with a second central supply port 221 for supplying secondary fuel. Therefore, the secondary fuel is stored in the second central supply chamber 222 from an external storage container (not shown) through the second central supply port 221 and then injected by the central nozzle unit 40 through the second central supply pipe 223. To do so. Here, the first central supply pipe 213 is inserted and supported in the second central supply pipe 223 and the second central supply chamber 222, the size of the central nozzle unit 40 is reduced, and the primary fuel and the secondary fuel are charged. The supply can be smoothed.

前記中央ノズルユニット40は中央貫通部13で加熱炉の内部に露出されるように中央供給ユニット20に結合される。中央ノズルユニット40は中央貫通部13で加熱炉の内部に露出されるように第1中央供給管213と第2中央供給管223が結合されることができる。中央ノズルユニット40は中央貫通部13に結合されることができる。このとき、中央貫通部13の内部は第1中央供給管213と第2中央供給管223の連結構造に対応して区画されることができる。 The central nozzle unit 40 is coupled to the central supply unit 20 so as to be exposed inside the heating furnace at the central penetration portion 13. In the central nozzle unit 40, the first central supply pipe 213 and the second central supply pipe 223 can be coupled so as to be exposed inside the heating furnace at the central penetration portion 13. The central nozzle unit 40 can be coupled to the central penetrating portion 13. At this time, the inside of the central penetrating portion 13 can be partitioned according to the connecting structure of the first central supply pipe 213 and the second central supply pipe 223.

また、中央ノズルユニット40は第1中央供給ユニット210で供給される一次燃料と第2中央供給ユニット220で供給される二次燃料を噴射する。本発明の第3実施例で、中央ノズルユニット40は第1中央供給ユニット210で供給される一次燃料と第2中央供給ユニット220で供給される二次燃料をそれぞれ噴射することができる。中央ノズルユニット40は第1中央供給管213に結合される中央ノズル部41と、中央ノズル部41の外周面で突出されて第2中央供給管223に結合されるノズルフランジ部42とを含むことができる。 Further, the central nozzle unit 40 injects the primary fuel supplied by the first central supply unit 210 and the secondary fuel supplied by the second central supply unit 220. In the third embodiment of the present invention, the central nozzle unit 40 can inject the primary fuel supplied by the first central supply unit 210 and the secondary fuel supplied by the second central supply unit 220, respectively. The central nozzle unit 40 includes a central nozzle portion 41 coupled to the first central supply pipe 213 and a nozzle flange portion 42 protruding from the outer peripheral surface of the central nozzle portion 41 and coupled to the second central supply pipe 223. Can be done.

中央ノズル部41には第1中央供給管213で移送される一次燃料が噴射される第1噴射口411が貫通形成されることができる。第1噴射口411は中央ノズル部41の中心部に貫通形成されることができる。第1噴射口411の貫通方向は第1中央供給管213で移送される一次燃料の移動方向と実質的に一致し、一次燃料の噴射方向と実質的に一致することができる。第1噴射口411の入口側に入口から直径が小さくなるように陥没形成される中央コーン部411aが備えられることができる。そこで、二次燃料と酸素の衝突地点で二次燃料と酸素が反応する酸素反応地域R2を形成することができる。また、中央ノズル部41の辺縁には第1中央供給管213との結合のための第1結合部412が含まれることができる。 A first injection port 411 on which the primary fuel transferred by the first central supply pipe 213 is injected can be formed through the central nozzle portion 41. The first injection port 411 can be formed through the central portion of the central nozzle portion 41. The penetrating direction of the first injection port 411 substantially coincides with the moving direction of the primary fuel transferred by the first central supply pipe 213, and can substantially coincide with the injection direction of the primary fuel. A central cone portion 411a formed by being depressed so as to have a smaller diameter from the inlet can be provided on the inlet side of the first injection port 411. Therefore, an oxygen reaction region R2 in which the secondary fuel and oxygen react at the collision point between the secondary fuel and oxygen can be formed. Further, the edge of the central nozzle portion 41 may include a first coupling portion 412 for coupling with the first central supply pipe 213.

ノズルフランジ部42には第2中央供給管223で移送される二次燃料が噴射される第2噴射口421が貫通形成されることができる。第2噴射口421はノズルフランジ部42の辺縁に沿って二つ以上が相互離隔して貫通形成されることができる。 A second injection port 421 in which the secondary fuel transferred by the second central supply pipe 223 is injected can be formed through the nozzle flange portion 42. Two or more of the second injection ports 421 can be formed through the nozzle flange portion 42 so as to be separated from each other along the edge of the nozzle flange portion 42.

ここで、第2噴射口421は第2中央供給管223でで移送される二次燃料の噴射方向が酸素供給ユニット30の酸素供給管303で移送される酸素の噴射方向と交差するようにノズルフランジ部42で傾斜するように貫通形成されることができる。特に、第2噴射口421は、酸素ノズルユニット50に対応して、第1噴射口411と傾斜噴射孔部503とを連結する仮想の線上に配置されることができる。他の表現で、第2噴射口421の貫通方向は傾斜噴射孔部503の貫通方向と交差するようにすることができる。さらに詳しく、第2噴射口421と酸素ノズルユニット50は同じ数量で形成されることができる。そこで、二次燃料と酸素の衝突地点で二次燃料と酸素が反応する追加反応地域R4を形成することができる。また、ノズルフランジ部42の辺縁には、第2中央供給管223との結合のための第2結合部422が含まれることができる。 Here, the second injection port 421 is a nozzle so that the injection direction of the secondary fuel transferred by the second central supply pipe 223 intersects the injection direction of oxygen transferred by the oxygen supply pipe 303 of the oxygen supply unit 30. It can be formed through the flange portion 42 so as to be inclined. In particular, the second injection port 421 can be arranged on a virtual line connecting the first injection port 411 and the inclined injection hole portion 503, corresponding to the oxygen nozzle unit 50. In another expression, the penetrating direction of the second injection port 421 may intersect with the penetrating direction of the inclined injection hole portion 503. More specifically, the second injection port 421 and the oxygen nozzle unit 50 can be formed in the same quantity. Therefore, an additional reaction area R4 in which the secondary fuel and oxygen react at the collision point between the secondary fuel and oxygen can be formed. Further, the edge of the nozzle flange portion 42 may include a second coupling portion 422 for coupling with the second central supply pipe 223.

図示しないが、本発明の第3実施例で、前記酸素貫通部14は、本発明の第2実施例のように、第1酸素貫通部15、及び第2酸素貫通部16を含み、前記酸素供給ユニット30は、本発明の第2実施例のように、第1酸素供給ユニット310、及び第2酸素供給ユニット320を含み、前記酸素ノズルユニット50は、本発明の第2実施例のように、第1酸素ノズルユニット510、及び第2酸素ノズルユニット520を含むことができる。 Although not shown, in the third embodiment of the present invention, the oxygen penetrating portion 14 includes the first oxygen penetrating portion 15 and the second oxygen penetrating portion 16 as in the second embodiment of the present invention, and the oxygen The supply unit 30 includes a first oxygen supply unit 310 and a second oxygen supply unit 320 as in the second embodiment of the present invention, and the oxygen nozzle unit 50 is as in the second embodiment of the present invention. , The first oxygen nozzle unit 510, and the second oxygen nozzle unit 520 can be included.

本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器は制御ユニットをさらに含むことができる。前記制御ユニットは加熱炉の内部温度Tに対応して燃料と酸素の噴射量を調節する。制御ユニットの動作は本発明の第3実施例による酸素と燃料の噴射方法で説明する。 The oxygen fuel combustor according to the third embodiment of the present invention may further include a control unit. The control unit adjusts the injection amount of fuel and oxygen according to the internal temperature T of the heating furnace. The operation of the control unit will be described in the method of injecting oxygen and fuel according to the third embodiment of the present invention.

以下では、図15〜図20を参照して本発明の第3実施例による酸素と燃料の噴射方法について説明する。本発明の第3実施例による酸素と燃料の噴射方法は、加熱炉の内部に酸素と燃料を噴射する方法で、図19に示すように、温度測定段階S1と、温度比較段階S2と、第1火炎形成段階S3と、第2火炎形成段階S4とを含む。本発明の第3実施例による酸素と燃料の噴射方法は、本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器を通じて加熱炉の内部に酸素と燃料が噴射される方法で説明する。 Hereinafter, the method of injecting oxygen and fuel according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 20. The method of injecting oxygen and fuel according to the third embodiment of the present invention is a method of injecting oxygen and fuel into the inside of the heating furnace, and as shown in FIG. 19, the temperature measurement step S1, the temperature comparison step S2, and the second. It includes one flame forming step S3 and a second flame forming step S4. The method of injecting oxygen and fuel according to the third embodiment of the present invention will be described by the method of injecting oxygen and fuel into the inside of the heating furnace through the oxygen fuel combustor according to the third embodiment of the present invention.

本発明の第3実施例で、第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つには、吐出ヘッドユニット10の前方で一次燃料の噴射方向と酸素の噴射方向が交差して一次燃料と酸素が反応する酸素反応地域R2と、吐出ヘッドユニット10と酸素反応地域R2との間で二次燃料の噴射方向と酸素の噴射方向が交差して、二次燃料と酸素が反応する二つ以上の追加反応地域R4の中の少なくともいずれか一つを形成する。二つ以上の追加反応地域R4は互いに重なったり離隔されることができる。 In the third embodiment of the present invention, at least one of the first flame forming step S3 and the second flame forming step S4 is the injection direction of the primary fuel and the injection direction of oxygen in front of the discharge head unit 10. The injection direction of the secondary fuel and the injection direction of oxygen intersect between the discharge head unit 10 and the oxygen reaction area R2, and the secondary fuel and the oxygen reaction area R2 where the primary fuel and oxygen react with each other. It forms at least one of two or more additional reaction areas R4 with which oxygen reacts. Two or more additional reaction areas R4 can overlap or be separated from each other.

前記温度測定段階S1は加熱炉の内部温度を測定する。温度測定段階S1は多様な形態の温度測定手段(図示しない)を通じて加熱炉の内部温度Tを測定することができる。 The temperature measurement step S1 measures the internal temperature of the heating furnace. The temperature measurement step S1 can measure the internal temperature T of the heating furnace through various forms of temperature measuring means (not shown).

前記温度比較段階S2は温度測定段階S1を経て測定される加熱炉の内部温度Tと既定の自動点火温度T0を比較する。温度比較段階S2は多様な形態の制御ユニット(図示しない)を通じて加熱炉の内部温度Tと既定の自動点火温度T0を比較することができる。 The temperature comparison step S2 compares the internal temperature T of the heating furnace measured through the temperature measurement step S1 with the predetermined automatic ignition temperature T0. The temperature comparison step S2 can compare the internal temperature T of the heating furnace with the predetermined automatic ignition temperature T0 through various types of control units (not shown).

前記第1火炎形成段階S3は、温度比較段階S2の比較結果によって加熱炉の内部温度Tが既定の自動点火温度T0よりも小さい場合、酸素に一次燃料と二次燃料の中の少なくともいずれか一つを噴射する。既定の自動点火温度T0は、燃料が液化天然ガスを燃料とする場合、摂氏800度〜摂氏900度であることができる。 In the first flame forming step S3, when the internal temperature T of the heating furnace is smaller than the predetermined automatic ignition temperature T0 according to the comparison result of the temperature comparison step S2, at least one of the primary fuel and the secondary fuel is added to oxygen. Inject one. The default autoignition temperature T0 can be between 800 degrees Celsius and 900 degrees Celsius when the fuel is liquefied natural gas.

第1火炎形成段階S3は反応噴射段階S33を含み、第1燃料噴射段階S31と、第2燃料噴射段階S32の中の少なくともいずれか一つをさらに含む。ここで、第1火炎形成段階S3の順序を限定するのではなく、火炎の形成のために、第1火炎形成段階S3の順序を調整することができる。 The first flame forming step S3 includes a reaction injection step S33, further including at least one of a first fuel injection step S31 and a second fuel injection step S32. Here, the order of the first flame forming step S3 is not limited, but the order of the first flame forming step S3 can be adjusted for the formation of the flame.

第1火炎形成段階S3における反応噴射段階S33は、吐出ヘッドユニット10の中央部に備えられる中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる酸素ノズルユニット50を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に酸素を噴射する。反応噴射段階S33を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で一次燃料の噴射方向と酸素の噴射方向が交差して形成される酸素反応地域R2と二次燃料の噴射方向と酸素の噴射方向が形成される追加反応地域R4の中の少なくともいずれか一つが形成される。ここで、酸素反応地域R2と追加反応地域R4は一部が重なったり互いに離隔されることができる。図示しないが、本発明の第3実施例で、酸素噴射ノズル50が多段に形成される場合、反応噴射段階S33は、本発明の第2実施例のように、第1反応噴射段階と第2反応噴射段階の中の少なくともいずれか一つを含むことができる。 In the reaction injection step S33 in the first flame forming step S3, the discharge head unit 10 is separated from the central nozzle unit 40 provided in the central portion of the discharge head unit 10 through the oxygen nozzle unit 50 provided in the discharge head unit 10. Inject oxygen forward. An oxygen reaction region R2 formed by intersecting the injection direction of the primary fuel and the injection direction of oxygen is formed in front of the discharge head unit 10 through the reaction injection step S33, and the injection direction of the secondary fuel and the injection direction of oxygen are formed. At least one of the reaction areas R4 is formed. Here, the oxygen reaction area R2 and the additional reaction area R4 can be partially overlapped or separated from each other. Although not shown, when the oxygen injection nozzle 50 is formed in multiple stages in the third embodiment of the present invention, the reaction injection stage S33 is the first reaction injection stage and the second reaction injection stage as in the second embodiment of the present invention. At least one of the reaction injection steps can be included.

第1反応噴射段階は、吐出ヘッドユニット10の前方で一次燃料の噴射方向と交差して第1酸素反応地域R21を形成するように、中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる第1酸素ノズルユニット510を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に酸素を噴射する。第2反応噴射段階は、吐出ヘッドユニット10の前方で一次燃料の噴射方向と交差して第2酸素反応地域R22を形成するように、中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる第2酸素ノズルユニット520を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に酸素を噴射する。 The first reaction injection step is performed on the discharge head unit 10 in a state separated from the central nozzle unit 40 so as to intersect the injection direction of the primary fuel in front of the discharge head unit 10 to form the first oxygen reaction region R21. Oxygen is injected in front of the discharge head unit 10 through the first oxygen nozzle unit 510 provided. The second reaction injection step is performed on the discharge head unit 10 in a state separated from the central nozzle unit 40 so as to intersect the injection direction of the primary fuel in front of the discharge head unit 10 to form the second oxygen reaction region R22. Oxygen is injected in front of the discharge head unit 10 through the second oxygen nozzle unit 520 provided.

ここで、第1酸素反応地域R21は、吐出ヘッドユニット10の前方で第2酸素反応地域R22より近い部分に形成される。また、第1酸素ノズルユニット510は、第2酸素ノズルユニット520より中央ノズルユニット40に近く形成される。他の表現で、第2酸素ノズルユニット520は第1酸素ノズルユニット510より中央ノズルユニット40から遠く形成される。 Here, the first oxygen reaction area R21 is formed in front of the discharge head unit 10 and closer to the second oxygen reaction area R22. Further, the first oxygen nozzle unit 510 is formed closer to the central nozzle unit 40 than the second oxygen nozzle unit 520. In other words, the second oxygen nozzle unit 520 is formed farther from the central nozzle unit 40 than the first oxygen nozzle unit 510.

第1火炎形成段階S3における第1燃料噴射段階S31は、中央ノズルユニット40を通じて酸素反応地域R2に一次燃料を噴射する。吐出ヘッドユニット10の中央部に備えられる中央ノズルユニット40を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に一次燃料を噴射する。第1燃料噴射段階S31を通じて吐出ヘッドユニット10の前方で一次燃料の噴射方向と酸素の噴射方向が交差して一次燃料と酸素が反応し、酸素反応地域R2を形成する。 The first fuel injection step S31 in the first flame forming step S3 injects the primary fuel into the oxygen reaction area R2 through the central nozzle unit 40. The primary fuel is injected in front of the discharge head unit 10 through the central nozzle unit 40 provided in the center of the discharge head unit 10. Through the first fuel injection step S31, the injection direction of the primary fuel and the injection direction of oxygen intersect in front of the discharge head unit 10 and the primary fuel reacts with oxygen to form an oxygen reaction area R2.

第1火炎形成段階S3における第2燃料噴射段階S32は、中央ノズルユニット40を通じて追加反応地域R4に二次燃料を噴射する。第2燃料噴射段階S32を通じて、二次燃料の噴射方向と酸素の噴射方向が交差して二次燃料と酸素が反応し、追加反応地域R4を形成する。 The second fuel injection step S32 in the first flame forming step S3 injects the secondary fuel into the additional reaction area R4 through the central nozzle unit 40. Through the second fuel injection step S32, the injection direction of the secondary fuel and the injection direction of oxygen intersect, and the secondary fuel and oxygen react with each other to form an additional reaction area R4.

そこで、追加反応地域R4では二次燃料と酸素が反応し、未燃焼された酸素が酸素反応地域R2で一次燃料と最終的に反応することにより、点火及び火炎の保持を容易にし、窒素酸化物の排出を減少させることができる。 Therefore, in the additional reaction area R4, the secondary fuel reacts with oxygen, and the unburned oxygen finally reacts with the primary fuel in the oxygen reaction area R2, thereby facilitating ignition and holding of the flame, and nitrogen oxides. Emissions can be reduced.

中央ノズルユニット40で一次燃料と二次燃料がそれぞれ50%ずつ噴射される場合、全体的に反応して、幅が広く、長い火炎を形成することができる。ここで、一次燃料の噴射量が二次燃料の噴射量より多いほど吐出ヘッドユニット10から遠い距離に火炎が形成され、一次燃料の噴射量が二次燃料の噴射量より少ないほど吐出ヘッドユニット10から短い距離に形成されることができる。 When the central nozzle unit 40 injects 50% each of the primary fuel and the secondary fuel, they can react as a whole to form a wide and long flame. Here, the more the injection amount of the primary fuel is larger than the injection amount of the secondary fuel, the more the flame is formed from the discharge head unit 10, and the smaller the injection amount of the primary fuel is, the more the discharge head unit 10 is. Can be formed at short distances from.

前記第2火炎形成段階S4は、温度比較段階S2の結果によって加熱炉の内部温度Tが既定の自動点火温度T0以上である場合、酸素に一次燃料または二次燃料の中の少なくともいずれか一つを噴射する。第2火炎形成段階S4は、燃料調整段階S31−1、及び酸素調節段階S33−1を含む。 In the second flame formation step S4, when the internal temperature T of the heating furnace is equal to or higher than the predetermined automatic ignition temperature T0 according to the result of the temperature comparison step S2, at least one of the primary fuel and the secondary fuel is added to oxygen. Is sprayed. The second flame forming step S4 includes a fuel conditioning step S31-1 and an oxygen regulating step S33-1.

第2火炎形成段階S4における燃料調整段階S31−1は、中央ノズルユニット40を通じて酸素反応地域R2に一次燃料を噴射したり、追加反応地域R4に二次燃料を噴射する。第2火炎形成段階S4における酸素調節段階S33−1は、燃料調整段階S31−1で噴射される燃料に応じて酸素反応地域R2と追加反応地域R4の中の少なくともいずれか一つに酸素を噴射する。 In the fuel adjustment stage S31-1 in the second flame formation stage S4, the primary fuel is injected into the oxygen reaction area R2 through the central nozzle unit 40, and the secondary fuel is injected into the additional reaction area R4. The oxygen control step S33-1 in the second flame formation step S4 injects oxygen into at least one of the oxygen reaction area R2 and the additional reaction area R4 according to the fuel injected in the fuel adjustment step S31-1. To do.

図示しないが、本発明の第3実施例で、酸素噴射ノズル50が多段に形成される場合、酸素調節段階S33−1は、本発明の第2実施例のように、第1酸素調節段階と第2酸素調節段階の中の少なくともいずれか一つを含むことができる。 Although not shown, when the oxygen injection nozzle 50 is formed in multiple stages in the third embodiment of the present invention, the oxygen regulation step S33-1 is the same as the first oxygen regulation step as in the second embodiment of the present invention. It can include at least one of the second oxygen regulation steps.

第1酸素調節段階は、吐出ヘッドユニット10の前方で一次燃料の噴射方向と交差して第1酸素反応地域R21を形成するように、中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる第1酸素ノズルユニット510を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に酸素を噴射する。 The first oxygen adjustment step is performed on the discharge head unit 10 in a state separated from the central nozzle unit 40 so as to intersect the injection direction of the primary fuel in front of the discharge head unit 10 to form the first oxygen reaction area R21. Oxygen is injected in front of the discharge head unit 10 through the first oxygen nozzle unit 510 provided.

第1酸素調節段階は、吐出ヘッドユニット10の前方で一次燃料の噴射方向と交差して第2酸素反応地域R22を形成するように、中央ノズルユニット40から離隔された状態で吐出ヘッドユニット10に備えられる第2酸素ノズルユニット520を通じて吐出ヘッドユニット10の前方に酸素を噴射する。 The first oxygen adjustment step is performed on the discharge head unit 10 in a state separated from the central nozzle unit 40 so as to intersect the injection direction of the primary fuel in front of the discharge head unit 10 to form the second oxygen reaction area R22. Oxygen is injected in front of the discharge head unit 10 through the second oxygen nozzle unit 520 provided.

ここで、第1酸素反応地域R21は吐出ヘッドユニット10の前方で第2酸素反応地域R22より近い部分に形成される。また、第2酸素ノズルユニット520は第1酸素ノズルユニット510より中央ノズルユニット40に近く形成される。 Here, the first oxygen reaction area R21 is formed in front of the discharge head unit 10 and closer to the second oxygen reaction area R22. Further, the second oxygen nozzle unit 520 is formed closer to the central nozzle unit 40 than the first oxygen nozzle unit 510.

燃料調整段階S31−1及び酸素調節段階S33−1を経ることによって、一次燃料と酸素が交差して一次燃料と酸素が反応する酸素反応地域R2を形成し、二次燃料と酸素が交差して二次燃料と酸素が反応する追加反応地域R4を形成する。 By passing through the fuel adjustment stage S31-1 and the oxygen adjustment stage S33-1, the primary fuel and oxygen intersect to form an oxygen reaction region R2 in which the primary fuel and oxygen react, and the secondary fuel and oxygen intersect. It forms an additional reaction zone R4 where the secondary fuel reacts with oxygen.

そこで、第2火炎形成段階S4では、酸素反応地域R2と追加反応地域R4の中の少なくともいずれか一つで酸素と燃料が衝突して火炎が発生されるので、排気ガスの流入のためのエントレインメント効果を最大化することができ、火炎内に流入される排気ガスに対して排気ガスの再循環効果を極大化することができる。また、第2火炎形成段階S4では、肉眼で区別しにくい無火炎燃焼反応が行われる。 Therefore, in the second flame formation stage S4, oxygen and fuel collide with each other in at least one of the oxygen reaction area R2 and the additional reaction area R4 to generate a flame, so that an entrease for the inflow of exhaust gas is generated. The injection effect can be maximized, and the recirculation effect of the exhaust gas can be maximized with respect to the exhaust gas flowing into the flame. Further, in the second flame formation step S4, a flameless combustion reaction that is difficult to distinguish with the naked eye is performed.

第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つを通じて酸素ノズルユニット50で酸素が噴射されるとき、一次燃料と酸素との間、二次燃料と酸素との間には加熱炉の内部で発生する高温排気ガスが火炎に流入される。それにより、排気ガスが火炎に流入される部分で再循環地域R3を形成する。このような現象は、排気ガスの再循環効果を表して、窒素酸化物の排出を急激に減少させることができる。特に、本発明の第3実施例では、加熱炉の内部で発生する排気ガスを強制的に循環させたり、別途の循環装置を通じて排気ガスを火炎に流入させたり、酸素と混合する必要がないので、本発明の第3実施例による酸素燃料燃焼器の構造的特徴として排気ガスの再循環効果を奏することができる。 When oxygen is injected by the oxygen nozzle unit 50 through at least one of the first flame forming step S3 and the second flame forming step S4, between the primary fuel and oxygen, and between the secondary fuel and oxygen. High-temperature exhaust gas generated inside the heating furnace flows into the flame. As a result, the recirculation area R3 is formed at the portion where the exhaust gas flows into the flame. Such a phenomenon represents the effect of recirculating the exhaust gas, and the emission of nitrogen oxides can be sharply reduced. In particular, in the third embodiment of the present invention, it is not necessary to forcibly circulate the exhaust gas generated inside the heating furnace, let the exhaust gas flow into the flame through a separate circulation device, or mix with oxygen. As a structural feature of the oxygen fuel combustor according to the third embodiment of the present invention, the exhaust gas recirculation effect can be exhibited.

第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つによる酸素と燃料の反応において、酸素ノズルユニット50の数と配置構造は、本発明の第1実施例または第2実施形態と同じ機能と効果を有する。 In the reaction of oxygen and fuel by at least one of the first flame forming step S3 and the second flame forming step S4, the number and arrangement structure of the oxygen nozzle units 50 are the first embodiment or the second of the present invention. It has the same function and effect as the embodiment.

また、第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つで燃料と酸素が噴射されるとき、中央ノズルユニット40で吐出さヘッドユニット10の前方に噴射される燃料の噴射速度は酸素ノズルユニット50で噴射される酸素の噴射速度の50%以下に制限することができる。このような燃料と酸素の噴射速度の差は、高温の排気ガスが火炎内に流入される量を最大化することができる。また、第1火炎形成段階S3と第2火炎形成段階S4の中の少なくともいずれか一つで燃料と酸素が噴射されるとき、酸素ノズルユニット50で噴射される酸素の噴射速度は100m/s〜400m/sに制限することができる。このような酸素の噴射速度の制限は、高温の排気ガスが火炎内に流入される量を最大化することができる。例え、酸素の噴射速度が制限範囲よりも低くなると、高温の排気ガスの流入量が減少し、窒素酸化物の発生量が増加することができる。また、酸素の噴射速度が制限範囲より低くなると、相対的に燃料の噴射速度が増加することになり、火炎反応が発生しないことがある。また、酸素の噴射速度が制限範囲より高くなると、相対的に燃料の噴射速度が減少し、排気ガスの流入量が増加されて、火炎反応が発生しないことがある。 Further, when fuel and oxygen are injected at at least one of the first flame forming stage S3 and the second flame forming stage S4, the fuel injected in front of the head unit 10 discharged by the central nozzle unit 40. The injection speed of the oxygen nozzle unit 50 can be limited to 50% or less of the injection speed of oxygen injected by the oxygen nozzle unit 50. Such a difference in fuel and oxygen injection rates can maximize the amount of hot exhaust gas flowing into the flame. Further, when fuel and oxygen are injected at at least one of the first flame forming stage S3 and the second flame forming stage S4, the injection speed of oxygen injected by the oxygen nozzle unit 50 is 100 m / s or more. It can be limited to 400 m / s. Such a limitation of the oxygen injection rate can maximize the amount of hot exhaust gas flowing into the flame. For example, when the oxygen injection rate is lower than the limit range, the inflow of high-temperature exhaust gas can be reduced and the amount of nitrogen oxides generated can be increased. Further, when the oxygen injection speed is lower than the limit range, the fuel injection speed is relatively increased, and the flame reaction may not occur. Further, when the oxygen injection speed becomes higher than the limit range, the fuel injection speed is relatively reduced, the inflow of exhaust gas is increased, and the flame reaction may not occur.

前述した酸素燃料燃焼器及び酸素と燃料の噴射方法によれば、独特な酸素の噴射構造及び独特な酸素の噴射方法を通じて広い燃焼反応帯を形成するとともに、高温の排気ガスを流入させて再燃焼することができ、断熱火炎温度の低下を通じて窒素酸化物を格段に減少させることができ、加熱炉の内部の材料を実質的に均一に加熱することができる。また、製鉄工程または製鋼工程で用いる加熱炉の大きさを最小化することができ、酸素燃料燃焼器の大きさを減少することができる。また、燃料と酸素の衝突を容易にし、衝突火炎に起因する無火炎燃焼効果を極大化させ、燃焼反応を安定化させることができる。また、酸素と燃料の高速流動を通じて加熱炉の内部の温度が自動点火温度T0以上になるとき、燃料と酸素の衝突を向上させ、無火炎燃焼反応を容易に実現することができる。 According to the oxygen fuel combustor and the oxygen and fuel injection method described above, a wide combustion reaction zone is formed through a unique oxygen injection structure and a unique oxygen injection method, and high-temperature exhaust gas is introduced to reburn. The nitrogen oxides can be significantly reduced through the decrease in the adiabatic flame temperature, and the material inside the heating furnace can be heated substantially uniformly. Further, the size of the heating furnace used in the steelmaking process or the steelmaking process can be minimized, and the size of the oxygen fuel combustor can be reduced. In addition, the collision between fuel and oxygen can be facilitated, the flameless combustion effect caused by the collision flame can be maximized, and the combustion reaction can be stabilized. Further, when the temperature inside the heating furnace becomes equal to or higher than the automatic ignition temperature T0 through the high-speed flow of oxygen and fuel, the collision between the fuel and oxygen can be improved and the flameless combustion reaction can be easily realized.

また、酸素ノズルユニット50の結合を安定化させ、中央ノズルユニット40で噴射される燃料と酸素ノズルユニット50で噴射される酸素が吐出ヘッドユニット10の前方で安定的に衝突することができ、火炎の発生を安定的に誘導することができる。 Further, the coupling of the oxygen nozzle unit 50 is stabilized, and the fuel injected by the central nozzle unit 40 and the oxygen injected by the oxygen nozzle unit 50 can stably collide with each other in front of the discharge head unit 10, and a flame can be generated. Can be stably induced to occur.

また、酸素と燃焼の衝突地点が吐出ヘッドユニット10の前方で離隔されることで、酸素の高温火炎から吐出ヘッドユニット10、中央ノズルユニット40、酸素ノズルユニット50を保護し、高い耐久性を有するようにすることができ、酸素の使用により高い燃料節約効果を有することができる。また、中央ノズルユニット40の構造及び酸素ノズルユニット50の数と配置構造を通じて平面火炎を形成したり、一般火炎を形成しながら、火炎の長さ調節が可能である。また、強制的でなく、別途の装置が必要なしに、火炎内に高温の排気ガスが安定的に流入されるようにし、火炎内に流入される高温の排気ガスの量を調節することができる。また、酸素の多段燃焼を誘導し、点火及び火炎の保持が容易であり、窒素酸化物の排出を減少させることができる。 Further, since the collision point between oxygen and combustion is separated in front of the discharge head unit 10, the discharge head unit 10, the central nozzle unit 40, and the oxygen nozzle unit 50 are protected from the high temperature flame of oxygen, and have high durability. It is possible to have a high fuel saving effect by using oxygen. Further, the length of the flame can be adjusted while forming a flat flame or forming a general flame through the structure of the central nozzle unit 40 and the number and arrangement structure of the oxygen nozzle units 50. In addition, the amount of high-temperature exhaust gas flowing into the flame can be adjusted by allowing the high-temperature exhaust gas to stably flow into the flame without forcing and without the need for a separate device. .. In addition, multi-stage combustion of oxygen can be induced, ignition and flame retention can be facilitated, and nitrogen oxide emissions can be reduced.

また、燃料と酸素の噴射速度に対する相関関係を通じて高温排気ガスの流入のためのエントレインメント効果を最大化することができ、火炎の中で排気ガスの再循環効果を極大化させることができる。 In addition, the entrainment effect for the inflow of high-temperature exhaust gas can be maximized through the correlation between the injection speed of fuel and oxygen, and the recirculation effect of exhaust gas can be maximized in the flame.

前述したように、図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明したが、当該技術分野において熟練された当業者であれば、特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正または変更することができる。 As described above, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but those skilled in the art will deviate from the ideas and areas of the invention described in the claims. The present invention may be modified or modified in various ways within the scope of the above.

本発明は、酸素を利用して燃料の節約が可能であり、製鉄工程、製鋼工程などで用いる工業用炉内の材料を均一に加熱することができる平面火炎または一般火炎を形成しながら、火炎の長さを調節することができる酸素燃料燃焼器に適用されることができ、酸素と燃料の噴射方法を特徴とする。 According to the present invention, oxygen can be used to save fuel, and a flame can be formed while forming a flat flame or a general flame capable of uniformly heating materials in an industrial furnace used in an iron making process, a steel making process, or the like. It can be applied to oxygen fuel combustors with adjustable length and features a method of injecting oxygen and fuel.

Claims (10)

加熱炉に燃料と酸素が供給されるように前記加熱炉に結合され、燃料と酸素が供給されるように前記加熱炉の内部に露出される吐出ボディと、前記吐出ボディの中央部に貫通形成される中央貫通部と、前記中央貫通部を中心とする仮想の円に対する円周方向に沿って相互離隔された状態で、前記吐出ボディに貫通形成される酸素貫通部と、前記加熱炉との結合のために、前記吐出ボディの外周面に備えられる結合フランジとを含む吐出ヘッドユニットと、
前記加熱炉に燃料と一次酸素のうち、少なくとも燃料が供給されるように前記中央貫通部に結合される中央供給ユニットと、
前記加熱炉に二次酸素が供給されるように前記酸素貫通部に結合される酸素供給ユニットと、
前記中央貫通部で前記加熱炉の内部に露出されるように、前記中央供給ユニットまたは前記中央貫通部に結合され、前記中央供給ユニットで供給される燃料と一次酸素のうち、少なくとも燃料が噴射される中央ノズルユニットと、
前記酸素貫通部で前記加熱炉の内部に露出されるように前記酸素供給ユニットまたは前記酸素貫通部に結合され、前記酸素供給ユニットで供給される二次酸素が噴射される酸素ノズルユニットと、を含み、
前記酸素ノズルユニットには、入口から直径が小さくなるように陥没形成される収容コーン部と、
前記吐出ヘッドユニットの前方で燃料の噴射方向と二次酸素の噴射方向が交差するように前記収容コーン部から出口に向かって傾斜するように貫通形成される傾斜噴射孔部とが含まれる酸素燃料燃焼器。
A discharge body that is coupled to the heating furnace so that fuel and oxygen are supplied to the heating furnace and is exposed inside the heating furnace so that fuel and oxygen are supplied, and a penetrating body formed in the center of the discharge body. The oxygen penetrating portion formed through the discharge body in a state of being separated from each other along the circumferential direction with respect to the virtual circle centered on the central penetrating portion, and the heating furnace. A discharge head unit including a coupling flange provided on the outer peripheral surface of the discharge body for coupling,
A central supply unit coupled to the central penetration so that at least fuel of fuel and primary oxygen is supplied to the heating furnace.
An oxygen supply unit coupled to the oxygen penetrating portion so that secondary oxygen is supplied to the heating furnace,
At least one of the fuel and the primary oxygen bonded to the central supply unit or the central penetration portion and supplied by the central supply unit is injected so as to be exposed inside the heating furnace at the central penetration portion. Central nozzle unit and
An oxygen nozzle unit that is coupled to the oxygen supply unit or the oxygen penetration portion so as to be exposed to the inside of the heating furnace at the oxygen penetration portion, and ejects secondary oxygen supplied by the oxygen supply unit. Including
The oxygen nozzle unit has a housing cone portion formed by being recessed from the inlet so as to have a smaller diameter.
The injection direction of the injection direction and the secondary oxygen fuel in front of the ejection head unit includes the inclined injection holes that penetrate are formed to be inclined toward the outlet from the housing cone portion so as to intersect, oxygen Fuel combustor.
前記酸素ノズルユニットには、出口に備えられ、前記傾斜噴射孔部の傾斜方向を指示する傾斜表示部が含まれる請求項1に記載の酸素燃料燃焼器。 The said oxygen nozzle unit, provided at the outlet, the inclined display unit for indicating the inclination direction of the inclined injection holes is included, the oxygen fuel combustor of claim 1. 前記傾斜噴射孔部で噴射される酸素の噴射角は2.5度以上30度以下である請求項1に記載の酸素燃料燃焼器。 The spray angle of the oxygen injected by the inclined injection holes is less than 30 degrees 2.5 degrees, oxy-fuel combustor of claim 1. 前記酸素貫通部は、前記中央貫通部を中心とする第1仮想の円に対する円周方向に沿って相互離隔された状態で貫通形成される第1酸素貫通部と、前記第1仮想の円よりも大きい第2仮想の円に対する円周方向に沿って相互離隔された状態で貫通形成される第2酸素貫通部とを含み、
前記酸素供給ユニットは、前記第1酸素貫通部に結合される第1酸素供給ユニットと、前記第2酸素貫通部に結合される第2酸素供給ユニットとを含み、
前記酸素ノズルユニットは、前記第1酸素貫通部で前記加熱炉の内部に露出されるように前記第1酸素供給ユニットまたは前記第1酸素貫通部に結合される第1酸素ノズルユニットと、前記第2酸素貫通部で前記加熱炉の内部に露出されるように前記第2酸素供給ユニットまたは前記第2酸素貫通部に結合される第2酸素ノズルユニットとを含む請求項1に記載の酸素燃料燃焼器。
The oxygen penetrating portion is formed from the first oxygen penetrating portion formed through the first virtual circle centered on the central penetrating portion in a state of being separated from each other along the circumferential direction, and the first virtual circle. Including a second oxygen penetrating portion formed through the second virtual circle, which is also large and separated from each other along the circumferential direction.
The oxygen supply unit includes a first oxygen supply unit coupled to the first oxygen penetration portion and a second oxygen supply unit coupled to the second oxygen penetration portion.
The oxygen nozzle unit includes a first oxygen nozzle unit coupled to the first oxygen supply unit or the first oxygen penetration portion so as to be exposed inside the heating furnace at the first oxygen penetration portion, and the first oxygen nozzle unit. and a second oxygen nozzle unit coupled to said second oxygen supply unit or the second oxygen-through portion so as to be exposed to the interior of the heating furnace 2 oxygen penetrating portion, oxy-fuel according to claim 1 Combustor.
火炎内に流入される排気ガスの量は、二次酸素の噴射間隔、二次酸素の噴射角、燃料と二次酸素の衝突地点の中の少なくともいずれか一つによって調整される請求項1に記載の酸素燃料燃焼器。 The amount of exhaust gas flowing into the flame is adjusted by at least one of the secondary oxygen injection interval, the secondary oxygen injection angle, and the collision point between the fuel and the secondary oxygen , claim 1. Oxygen fuel combustor described in. 前記中央供給ユニットは、前記加熱炉に燃料と一次酸素の中のいずれか一つを供給し、前記加熱炉に供給される燃料と一次酸素の中のいずれか一つが移送される第1中央供給管を含む第1中央供給ユニットと、前記中央貫通部に結合され、前記加熱炉に燃料と一次酸素の中の他の一つを供給し、前記第1中央供給管が挿入された状態で、前記加熱炉に供給される燃料と一次酸素の中の他の一つが移送される第2中央供給管を含む第2中央供給ユニットとを含み、
前記中央ノズルユニットは、前記第1中央供給管に結合され、第1中央供給管で移送される流体が噴射される第1噴射口が貫通形成される中央ノズル部と、前記中央ノズル部の外周面で突出されて前記第2中央供給管に結合され、前記第2中央供給管で移送される流体が噴射される第2噴射口が貫通形成されるノズルフランジ部とを含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の酸素燃料燃焼器。
The central supply unit supplies one of the fuel and the primary oxygen to the heating furnace, and the first central supply to which any one of the fuel and the primary oxygen supplied to the heating furnace is transferred. In a state where the first central supply pipe including the pipe and the other one of the fuel and the primary oxygen are supplied to the heating furnace by being coupled to the central penetration portion and the first central supply pipe is inserted. Includes a second central supply unit that includes a second central supply pipe to which the fuel supplied to the heating furnace and the other one of the primary oxygen is transferred.
The central nozzle unit is coupled to the first central supply pipe, and the central nozzle portion through which the first injection port for injecting the fluid transferred by the first central supply pipe is formed and the outer periphery of the central nozzle portion. is projected in terms coupled to said second central feed pipe, the second injection port to the fluid to be transported is injected and a nozzle flange portion which is formed through in the second central feed pipe, according to claim 1 5. The oxygen fuel combustor according to any one of 5.
前記第2噴射口は、前記第2中央供給管で移送される流体の噴射方向が前記第1中央供給管で移送される流体の噴射方向と交差するように前記ノズルフランジ部に傾斜するように貫通形成される請求項6に記載の酸素燃料燃焼器。 The second injection port is inclined toward the nozzle flange portion so that the injection direction of the fluid transferred by the second central supply pipe intersects the injection direction of the fluid transferred by the first central supply pipe. The oxygen fuel combustor according to claim 6 , which is formed through. 前記中央供給ユニットは、前記加熱炉に一次燃料を供給し、前記加熱炉に供給される一次燃料が移送される第1中央供給管を含む第1中央供給ユニットと、前記中央貫通部に結合されて、前記加熱炉に二次燃料を供給し、前記第1中央供給管が挿入された状態で、前記加熱炉に供給される二次燃料が移送される第2中央供給管を含む第2中央供給ユニットとを含み、
前記中央ノズルユニットは、前記第1中央供給管に結合され、前記第1中央供給管で移送される一次燃料が噴射される第1噴射口が貫通形成される中央ノズル部と、前記中央ノズル部の外周面で突出されて、前記第2中央供給管に結合され、第2中央供給管で移送される二次燃料が噴射される第2噴射口が貫通形成されるノズルフランジ部とを含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の酸素燃料燃焼器。
The central supply unit is coupled to the central penetration portion with a first central supply unit including a first central supply pipe that supplies primary fuel to the heating furnace and to which the primary fuel supplied to the heating furnace is transferred. A second center including a second central supply pipe to which the secondary fuel is supplied to the heating furnace and the secondary fuel supplied to the heating furnace is transferred in a state where the first central supply pipe is inserted. Including the supply unit
The central nozzle unit has a central nozzle portion that is coupled to the first central supply pipe and is formed through a first injection port through which a primary fuel transferred through the first central supply pipe is injected, and the central nozzle portion. Includes a nozzle flange portion that is projected on the outer peripheral surface of the nozzle, coupled to the second central supply pipe, and through which a second injection port for injecting secondary fuel transferred in the second central supply pipe is formed . The oxygen fuel combustor according to any one of claims 1 to 5.
前記第2噴射口は、前記第2中央供給管で移送される二次燃料の噴射方向が前記酸素供給ユニットで供給される酸素の噴射方向と交差するように前記ノズルフランジ部に傾斜するように貫通形成される請求項8に記載の酸素燃料燃焼器。 The second injection port is inclined toward the nozzle flange portion so that the injection direction of the secondary fuel transferred by the second central supply pipe intersects the injection direction of oxygen supplied by the oxygen supply unit. The oxygen fuel combustor according to claim 8 , which is formed through. 前記酸素貫通部は二つ〜四つが円周方向に沿って相互離隔して配置される請求項1〜5のいずれか一項に記載の酸素燃料燃焼器。 It said oxygen through portion is arranged two-four is separated from each other along the circumferential direction, oxy-fuel combustor as claimed in any one of claims 1 to 5.
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