KR20220133602A - Burner apparatus for furnace - Google Patents

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KR20220133602A
KR20220133602A KR1020210038917A KR20210038917A KR20220133602A KR 20220133602 A KR20220133602 A KR 20220133602A KR 1020210038917 A KR1020210038917 A KR 1020210038917A KR 20210038917 A KR20210038917 A KR 20210038917A KR 20220133602 A KR20220133602 A KR 20220133602A
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oxidant
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신대훈
박승환
조종오
이재민
엄준용
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현대제철 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a burner apparatus for a melting furnace, which is applied to a cold spot generated in a melting furnace such as an electric arc melting furnace to evenly heat the melting furnace with chemical energy. The burner apparatus for a melting furnace comprises: a burner body; at least one fuel injection nozzle formed in the burner body, connected to a fuel line, and injecting fuel in a fuel injection direction same as the axial direction of the burner body, so that flame is formed in the direction of the melting furnace; and at least one oxidant injection nozzle formed in the burner body, connected to an oxidant line, and injecting an oxidant in an oxidant injection direction having a first angle of 0 or more with respect to the fuel injection direction so as to react with the fuel and form flame in the direction of the melting furnace.

Description

용해로 버너 장치{Burner apparatus for furnace}Burner apparatus for furnace

본 발명은 용해로 버너 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 아크 용해로 등 용해로에서 발생되는 콜드 스팟(Cold Spot)에 적용되어 화학적 에너지로 용해로를 골고루 가열할 수 있게 하는 용해로 버너 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a melting furnace burner device, and more particularly, to a melting furnace burner device that is applied to a cold spot generated in a melting furnace such as an electric arc melting furnace to uniformly heat the melting furnace with chemical energy.

일반적인 전기로 제강 공정은 액상의 주원료를 공급 받아 산소를 취입 및 산화 정련하는 전로와는 달리 고체의 원료(스크랩)를 고전압 및 고전류로 인가한 전극에서 발생하는 고열의 아크열을 이용하는 것으로서, 전극간의 상호 간섭으로 인해 아크 편향이 발생하여 로내 콜드 스팟(Cold Spot)이 생성된다.The general electric furnace steelmaking process uses the high-temperature arc heat generated from the electrodes to which the solid raw material (scrap) is applied at high voltage and high current, unlike the converter that receives oxygen and oxidizes and refining the main raw material in liquid phase. Mutual interference causes arc deflection, creating a cold spot in the furnace.

이러한 콜드 스팟에 적용되는 LNG 버너는, 고체 원료(스크랩)의 용해 공정에 적용 되어 전기 에너지를 보조하여 전체적으로 로에 균일한 에너지가 공급되도록 조절하는 역할을 할 수 있다.The LNG burner applied to such a cold spot is applied to the dissolution process of solid raw material (scrap), and may play a role of regulating the supply of uniform energy to the furnace as a whole by assisting electric energy.

이러한, 버너에 의해서 공급된 에너지는 투사 지점, 즉 콜드 스팟(Cold Spot)에서 상대적으로 적게 전달되는 전기 에너지를 보충하여 스크랩 용해를 촉진 시키고, 노즐 근접부에서는 일부 직접 용해(Cutting)할 수 있다.The energy supplied by the burner supplements the relatively small amount of electric energy transmitted from the projection point, that is, the cold spot to promote scrap melting, and some direct cutting can be done in the vicinity of the nozzle.

이 때, 이러한 버너는 전체 공정(스크랩 장입, 용해, 정련, 출강) 중 고형의 주원료(스크랩)가 존재하는 전반부에 사용되는 데, 스크랩의 용해/붕락(Melting Down)이 진행됨에 따라 노즐에서 스크랩이 멀어져서 에너지 전달 효율이 급격히 떨어지는 문제점이 있었다.At this time, these burners are used in the first half of the entire process (scrap charging, melting, refining, and steel extraction), where the solid main raw material (scrap) is present. There was a problem that the energy transfer efficiency sharply decreased as the distance increased.

기존에는 에너지 전달 효율을 높이기 위해서 화염의 길이를 늘리고자 하는 시도들이 있었으나, 종래의 용해로 버너 장치는 연료 노즐과 산화제 노즐이 서로 매칭되지 않아서 연료와 산화제가의 균일한 혼합이 이루어지는데 불리하여 연소 효율이 떨어지고, 이로 인하여 화염의 길이나 폭이 짧아지는 것은 물론이고, 화염의 온도 역시 떨어져서 에너지 전달 효율을 높일 수 없었던 문제점들이 있었다.In the past, there have been attempts to increase the length of the flame in order to increase the energy transfer efficiency. However, in the conventional furnace burner device, the fuel nozzle and the oxidizer nozzle do not match each other, so that the fuel and the oxidizer are uniformly mixed. This falls, and thus the length or width of the flame is shortened, as well as the temperature of the flame is also dropped, so there were problems that the energy transfer efficiency could not be increased.

한국특허출원번호 제10-2013-0056341Korean Patent Application No. 10-2013-0056341

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 연료 분사 노즐과 산화제 분사 노즐을 서로 매칭시키고, 산화제 분사 노즐에 분사 각도를 조절하여 스월을 형성할 수 있으며, 보조 산화제를 추가적으로 분사하면서 정방향 또는 역방향 스월을 유도하여 연료와 산화제를 균일하게 혼합할 수 있고, 이로 인하여 화염의 길이, 폭, 온도를 크게 증대시킬 수 있으며, 에너지 전달 효율을 크게 향상시킬 수 있게 하는 용해로 버너 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve various problems including the above problems, and it is possible to form a swirl by matching the fuel injection nozzle and the oxidant injection nozzle with each other, adjusting the injection angle to the oxidizer injection nozzle, and additionally adding an auxiliary oxidant. A furnace burner device that can uniformly mix fuel and oxidizer by inducing forward or reverse swirl while spraying, thereby greatly increasing the length, width, and temperature of the flame, and greatly improving energy transfer efficiency intended to provide However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 용해로 버너 장치는, 버너 몸체; 상기 버너 몸체에 형성되고, 용해로 방향으로 화염이 형성되도록 연료 라인과 연결되어 상기 버너 몸체의 축방향과 동일한 연료 분사 방향으로 연료를 분사하는 적어도 하나의 연료 분사 노즐; 및 상기 버너 몸체에 형성되고, 상기 연료와 반응하여 상기 용해로 방향으로 화염이 형성되도록 산화제 라인과 연결되어 상기 연료 분사 방향을 기준으로 0도 이상의 제 1 각도인 산화제 분사 방향으로 산화제를 분사하는 적어도 하나의 산화제 분사 노즐;을 포함할 수 있다.A melting furnace burner device according to the spirit of the present invention for solving the above problems, a burner body; at least one fuel injection nozzle formed in the burner body and connected to a fuel line to form a flame in the direction of the melting furnace to inject fuel in the same fuel injection direction as the axial direction of the burner body; and at least one formed in the burner body and connected to an oxidizer line so that a flame is formed in the direction of the melting furnace by reacting with the fuel to inject the oxidant in the oxidant injection direction that is a first angle of 0 degrees or more with respect to the fuel injection direction of the oxidizer spray nozzle; may include.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 연료 분사 노즐은 상기 버너 몸체의 분사면의 중심을 기준으로 제 1 거리 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되고, 상기 산화제 분사 노즐은 상기 버너 몸체의 상기 분사면의 상기 중심을 기준으로 상기 제 1 거리 보다 먼 제 2 거리로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치될 수 있다.Further, according to the present invention, the fuel injection nozzle is disposed conformally on the radiation so as to be spaced apart a first distance from the center of the injection surface of the burner body, and the oxidant injection nozzle is the center of the injection surface of the burner body. It may be disposed conformally on the radiation so as to be spaced apart by a second distance greater than the first distance based on .

또한, 본 발명에 따르면, 상기 연료 분사 노즐과 상기 산화제 분사 노즐은 일대일로 매칭될 수 있도록 상기 연료 분사 노즐의 설치 개수와 상기 산화제 분사 노즐의 설치 개수가 동일하게 설치될 수 있다.Also, according to the present invention, the number of the fuel injection nozzles and the number of the oxidant injection nozzles may be the same so that the fuel injection nozzle and the oxidizer injection nozzle can be matched one-to-one.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 산화제 분사 노즐의 상기 산화제 분사 방향은 상기 연료 분사 노즐의 상기 연료 분사 방향과 서로 평행하게 형성될 수 있다.Also, according to the present invention, the oxidant injection direction of the oxidant injection nozzle may be formed parallel to the fuel injection direction of the fuel injection nozzle.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 산화제 분사 노즐의 상기 산화제 분사 방향은 상기 연료 분사 노즐의 상기 연료 분사 방향과 접점에서 만날 수 있도록 상기 제 1 각도는 0 보다 크게 중심 방향으로 기울어지게 형성될 수 있다.In addition, according to the present invention, the first angle may be formed to be inclined to the center direction greater than zero so that the oxidant injection direction of the oxidant injection nozzle meets the fuel injection direction of the fuel injection nozzle at a contact point.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 산화제 분사 노즐의 상기 산화제 분사 방향은 상기 화염에 정방향으로 스월(Swirl)이 형성될 수 있도록 상기 제 1 각도는 0 보다 크게 중심 방향으로부터 좌회전각도 또는 우회전각도로 기울어지게 형성될 수 있다.In addition, according to the present invention, the oxidizer injection direction of the oxidizer injection nozzle is inclined at a left rotation angle or a right rotation angle from the center direction so that a swirl can be formed in the flame in the forward direction. can be formed.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 연료 분사 노즐의 토출구 단면은 적어도 원형, 사각형, 삼각형, 다각형, 틈새형 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.In addition, according to the present invention, the cross section of the discharge port of the fuel injection nozzle may be formed by selecting at least one of a circular shape, a square shape, a triangle shape, a polygonal shape, a gap shape, and combinations thereof.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 버너 몸체에 형성되고, 상기 연료와 반응하여 상기 용해로 방향으로 화염이 형성되도록 보조 산화제 라인과 연결되어 상기 연료 분사 방향을 기준으로 0도 이상의 제 2 각도인 보조 산화제 분사 방향으로 보조 산화제를 분사하고, 상기 버너 몸체의 분사면의 중심을 기준으로 상기 제 1 거리 보다 가까운 제 3 거리로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되는 보조 산화제 분사 노즐;을 더 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the auxiliary oxidizer injection is formed in the burner body and is connected to the auxiliary oxidizer line so that a flame is formed in the direction of the melting furnace by reacting with the fuel and having a second angle of 0 degrees or more with respect to the fuel injection direction. The auxiliary oxidizer spray nozzle sprays the auxiliary oxidizer in the direction and is disposed conformally on the radiation so as to be spaced apart by a third distance closer than the first distance with respect to the center of the spraying surface of the burner body.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 보조 산화제 분사 노즐의 상기 보조 산화제 분사 방향은 상기 화염의 내부에 역방향으로 스월(Swirl)이 형성될 수 있도록 상기 제 2 각도는 0 보다 크게 중심 방향으로부터 좌회전각도 또는 우회전각도로 기울어지게 형성될 수 있다.In addition, according to the present invention, the auxiliary oxidizer injection direction of the auxiliary oxidizer injection nozzle is greater than 0 so that a swirl can be formed in the reverse direction inside the flame. It may be formed to be inclined at an angle.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 보조 산화제 분사 노즐의 상기 보조 산화제 분사 방향은 상기 화염의 내부에 정방향으로 스월(Swirl)이 형성될 수 있도록 상기 제 2 각도는 0 보다 크게 중심 방향으로부터 좌회전각도 또는 우회전각도로 기울어지게 형성될 수 있다.In addition, according to the present invention, the auxiliary oxidizer injection direction of the auxiliary oxidant injection nozzle is a left rotation angle or a right rotation from the center direction so that a swirl is formed in the forward direction inside the flame, the second angle is greater than 0 It may be formed to be inclined at an angle.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 연료 분사 노즐과 산화제 분사 노즐을 서로 매칭시키고, 산화제 분사 노즐에 분사 각도를 조절하여 스월을 형성할 수 있으며, 보조 산화제를 추가적으로 분사하면서 정방향 또는 역방향 스월을 유도하여 연료와 산화제를 균일하게 혼합할 수 있고, 이로 인하여 화염의 길이, 폭, 온도를 크게 증대시킬 수 있으며, 에너지 전달 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to some embodiments of the present invention made as described above, a swirl may be formed by matching the fuel injection nozzle and the oxidizing agent injection nozzle with each other, adjusting the injection angle to the oxidizing agent injection nozzle, and additionally injecting the auxiliary oxidant in the forward direction Alternatively, it is possible to uniformly mix the fuel and the oxidizer by inducing a reverse swirl, thereby greatly increasing the length, width, and temperature of the flame, and having the effect of greatly improving the energy transfer efficiency. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 실시간 용해로 버너 장치를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 실시간 용해로 버너 장치를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 실시간 용해로 버너 장치를 나타내는 개념도이다.
도 4 내지 도 9는 CASE 1부터 CASE 9까지 본 발명의 여러 실시예들에 따른 용해로 버너 장치의 정면도들이다.
도 10은 도 9의 용해로 버너 장치를 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 10의 용해로 버너 장치를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 12는 CASE 1부터 CASE 9까지 본 발명의 여러 실시예들에 따른 용해로 버너 장치의 화염 길이, 화염 폭, 화염 온도 등 실험 결과를 나타내는 도표이다.
도 13은 도 12의 CASE 5의 기존 대비 효과를 나타내는 그래프이다.1 is a conceptual diagram illustrating a real-time melting furnace burner apparatus according to some embodiments of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating a real-time melting furnace burner apparatus according to some other embodiments of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a real-time melting furnace burner apparatus according to some other embodiments of the present invention.
4 to 9 are front views of a furnace burner apparatus according to various embodiments of the present invention from CASE 1 to CASE 9;
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the furnace burner device of FIG. 9 .
11 is an enlarged cross-sectional view showing the furnace burner apparatus of FIG. 10 on an enlarged scale.
12 is a table showing experimental results, such as flame length, flame width, flame temperature, etc. of the furnace burner apparatus according to various embodiments of the present invention from CASE 1 to CASE 9.
13 is a graph showing the effect of CASE 5 of FIG. 12 compared to the existing one.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, several preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In addition, in the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings schematically illustrating ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the illustrated shape can be envisaged, for example depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the inventive concept should not be construed as limited to the specific shape of the region shown in the present specification, but should include, for example, changes in shape caused by manufacturing.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 실시간 용해로 버너 장치(100)를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a real-time melting furnace burner apparatus 100 according to some embodiments of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 실시간 용해로 버너 장치(100)는, 크게 버너 몸체(10)와, 연료 분사 노즐(20) 및 산화제 분사 노즐(30)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the real-time melting furnace burner apparatus 100 according to some embodiments of the present invention largely includes a burner body 10 , a fuel injection nozzle 20 and an oxidizer injection nozzle 30 . can

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 버너 몸체(10)는, 내부에 연료 라인(L1) 및 산화제 라인(L2)이 형성될 수 있고, 전면에 분사면(10a)이 형성되는 일종의 분사 헤드 구조체일 수 있다.For example, as shown in FIG. 1 , the burner body 10 has a fuel line L1 and an oxidizer line L2 formed therein, and a kind of injection head in which an injection surface 10a is formed on the front side. It can be a structure.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연료 분사 노즐(20)은, 상기 버너 몸체(10)의 상기 분사면(10a)의 일부분에 적어도 하나 이상으로 형성되는 것으로서, 용해로 방향으로 화염(F)이 형성되도록 연료 라인(L1)과 연결되어 상기 버너 몸체(10)의 축방향(A)과 동일한 연료 분사 방향(A1)으로 연료를 분사하는 연료 분사홀 부분 또는 연료 분사홀부가 형성된 별도의 부품일 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1 , the fuel injection nozzle 20 is formed at least one or more on a portion of the injection surface 10a of the burner body 10, and a flame F in the direction of the melting furnace. A separate part in which a fuel injection hole portion or a fuel injection hole portion is formed, which is connected to the fuel line L1 to form this and injects fuel in the same fuel injection direction A1 as the axial direction A of the burner body 10 can

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 산화제 분사 노즐(30)은, 상기 버너 몸체(10)의 상기 분사면(10a)의 타부분에 적어도 하나 이상으로 형성되는 것으로서, 상기 연료와 반응하여 상기 용해로 방향으로 화염(F)이 형성되도록 산화제 라인(L2)과 연결되어 상기 연료 분사 방향(A1)을 기준으로 0도 이상의 제 1 각도(K1)인 산화제 분사 방향(A2)으로 산화제를 분사하는 산화제 분사홀 부분 또는 산화제 분사홀부가 형성된 별도의 부품일 수 있다. 예컨대, 여기서, 상기 연료는 LNG일 수 있고, 상기 산화제는 산소 가스일 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1 , the oxidizer injection nozzle 30 is formed in at least one other portion of the injection surface 10a of the burner body 10 , and reacts with the fuel. An oxidizer that is connected to the oxidizer line L2 to form a flame F in the direction of the melting furnace and injects the oxidizer in the oxidizer injection direction A2, which is a first angle K1 of 0 degrees or more with respect to the fuel injection direction A1 It may be a separate component in which the injection hole portion or the oxidizer injection hole portion is formed. For example, here, the fuel may be LNG, and the oxidizing agent may be oxygen gas.

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 연료 분사 노즐(20)과 상기 산화제 분사 노즐(30)은 일대일(1:1)로 매칭될 수 있도록 상기 연료 분사 노즐(20)의 설치 개수와 상기 산화제 분사 노즐(30)의 설치 개수가 동일하게 설치될 수 있다.More specifically, for example, as shown in FIG. 1 , the fuel injection nozzle 20 and the oxidant injection nozzle 30 may be matched one-to-one (1:1) of the fuel injection nozzle 20. The number of installations and the number of installations of the oxidizer spray nozzle 30 may be the same.

여기서, 상기 연료 분사 노즐(20)은 상기 분사면(10a)의 중심을 기준으로 내측에 8개가 등각 배치될 수 있고, 상기 산화제 분사 노즐(30)은 상기 분사면(10a)의 중심을 기준으로 외측에 8개가 등각 배치되어 서로 일대일 매칭될 수 있다.Here, eight fuel injection nozzles 20 may be equiangularly disposed on the inner side with respect to the center of the injection surface 10a, and the oxidizer injection nozzle 30 may be disposed on the basis of the center of the injection surface 10a. Eight of them are arranged conformally on the outside so that they can be matched one-to-one with each other.

또한, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 용해로 버너 장치(100)의 상기 산화제 분사 노즐(30)은, 상기 제 1 각도(K1)가 O도일 수 있는 것으로서, 상기 산화제 분사 노즐(30)의 상기 산화제 분사 방향(A2)은 상기 연료 분사 노즐의 상기 연료 분사 방향(A1)과 서로 평행하게 형성될 수 있다.In addition, for example, as shown in FIG. 1 , in the oxidizer spray nozzle 30 of the furnace burner apparatus 100 according to some embodiments of the present invention, the first angle K1 may be 0 degrees. , the oxidant injection direction A2 of the oxidant injection nozzle 30 may be formed parallel to the fuel injection direction A1 of the fuel injection nozzle.

그러나, 이러한 상기 연료 분사 노즐(20) 및 상기 산화제 분사 노즐(30)의 설치 개수는 도시된 8개와 8개 총 16개 이외에도 16개와 16개 총 32개 등 매우 다양하게 형성될 수 있다.However, the number of the fuel injection nozzles 20 and the oxidizer injection nozzles 30 installed can be very diversely formed, such as 16 and 16 in total, in addition to the illustrated 8 and 8 in total, 16 in total.

따라서, 하나의 상기 산화제 분사 노즐(30)은 하나의 연료 분사 노즐(20)을 담당할 수 있도록 각각 최적의 직경을 결정할 수 있기 때문에 360도 전방향에 걸쳐서 연료와 산화제가 골고루 균일하게 혼합될 수 있고, 이로 인하여 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Therefore, since one of the oxidant injection nozzles 30 can determine an optimal diameter for each fuel injection nozzle 20, the fuel and the oxidizer can be uniformly mixed throughout 360 degrees. Thereby, it is possible to increase the energy transfer efficiency by improving the length, width, and temperature of the flame.

도 2는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 실시간 용해로 버너 장치(200)를 나타내는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a real-time melting furnace burner apparatus 200 according to some other embodiments of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 실시간 용해로 버너 장치(200)는, 상기 산화제 분사 노즐(30)의 상기 산화제 분사 방향(A2)이 상기 연료 분사 노즐(20)의 상기 연료 분사 방향(A1)과 접점(P)에서 만날 수 있도록 상기 제 1 각도(K1)는 0 보다 크게 중심 방향으로 기울어지게 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2 , in the real-time melting furnace burner apparatus 200 according to some other embodiments of the present invention, the oxidant injection direction A2 of the oxidant injection nozzle 30 is the fuel injection nozzle 20 . The first angle K1 may be inclined in the central direction to be greater than 0 so as to meet the fuel injection direction A1 and the contact point P.

따라서, 하나의 상기 산화제 분사 노즐(30)은 하나의 연료 분사 노즐(20)을 담당할 수 있도록 각각 최적의 직경을 결정할 수 있기 때문에 360도 전방향에 걸쳐서 연료와 산화제가 골고루 균일하게 혼합될 수 있는 동시에, 연료와 산화제가 상기 접점(P)에서 서로 만나 집중적으로 혼합되어 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Therefore, since one of the oxidant injection nozzles 30 can determine an optimal diameter for each fuel injection nozzle 20, the fuel and the oxidizer can be uniformly mixed throughout 360 degrees. At the same time, the fuel and the oxidizing agent meet each other at the contact point P and are intensively mixed to improve the length, width, and temperature of the flame, thereby increasing energy transfer efficiency.

도 3은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 실시간 용해로 버너 장치(300)를 나타내는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a real-time melting furnace burner apparatus 300 according to some other embodiments of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 실시간 용해로 버너 장치(300)는, 상기 산화제 분사 노즐(30)의 상기 산화제 분사 방향(A2)은 상기 화염(F)에 정방향으로 스월(Swirl)이 형성될 수 있도록 상기 제 1 각도(K1)는 0 보다 크게 중심 방향으로부터 좌회전각도 또는 우회전각도로 기울어지게 형성될 수 있다.3, in the real-time melting furnace burner device 300 according to some other embodiments of the present invention, the oxidant spraying direction A2 of the oxidant spraying nozzle 30 is in the flame F The first angle K1 may be formed to be inclined at a left rotation angle or a right rotation angle from the center direction to be greater than 0 so as to form a swirl in the forward direction.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 연료는 스월을 일으키는 상기 산화제에 의해서 와류 및 난류가 발생될 수 있고, 이러한 와류 및 난류로 인하여 360도 전방향에 걸쳐서 연료와 산화제가 골고루 균일하게 혼합될 수 있기 때문에 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 3, the fuel may generate vortex and turbulence by the oxidizing agent causing swirl, and the fuel and the oxidizer will be uniformly mixed evenly throughout 360 degrees due to the vortex and turbulence. Therefore, it is possible to increase the energy transfer efficiency by improving the length, width, and temperature of the flame.

도 4 내지 도 9는 CASE 1부터 CASE 9까지 본 발명의 여러 실시예들에 따른 용해로 버너 장치(400~900)의 정면도들이다.4 to 9 are front views of the furnace burner apparatus 400 to 900 according to various embodiments of the present invention from CASE 1 to CASE 9.

예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, CASE 1인 경우, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 용해로 버너 장치(400)는, 상기 연료 분사 노즐(20)은 상기 버너 몸체(10)의 분사면(10a)의 중심(C)을 기준으로 제 1 거리(D1) 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되고, 상기 산화제 분사 노즐(30)은 상기 버너 몸체(10)의 상기 분사면(10a)의 상기 중심(C)을 기준으로 상기 제 1 거리(D1) 보다 먼 제 2 거리(D2)로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 4 , in case of CASE 1 , in the furnace burner apparatus 400 according to some other embodiments of the present invention, the fuel injection nozzle 20 is a fraction of the burner body 10 . It is disposed conformally on the radiation so as to be spaced apart by a first distance D1 based on the center C of the slope 10a, and the oxidizer spray nozzle 30 is disposed on the spray surface 10a of the burner body 10. It may be disposed conformally on the radiation so as to be spaced apart from the center C by a second distance D2 that is greater than the first distance D1.

여기서, 상기 산화제 분사 노즐(30)은 정방향 스월을 유도할 수 있도록 중심 방향으로부터 좌회전각도로 기울어지게 형성될 수 있고, 상기 연료 분사 노즐(20)의 토출구 단면은 원형(H1)일 수 있다.Here, the oxidant injection nozzle 30 may be formed to be inclined at a left rotation angle from the center direction to induce a forward swirl, and the discharge port cross-section of the fuel injection nozzle 20 may have a circular shape (H1).

따라서, 상기 연료는 스월을 일으키는 상기 산화제에 의해서 와류 및 난류가 발생될 수 있고, 이러한 와류 및 난류로 인하여 360도 전방향에 걸쳐서 연료와 산화제가 골고루 균일하게 혼합될 수 있기 때문에 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Therefore, the vortex and turbulence may be generated by the oxidizing agent causing the fuel swirl, and due to the vortex and turbulence, the fuel and the oxidizer can be uniformly mixed over 360 degrees, so the length and width of the flame , it is possible to increase the energy transfer efficiency by improving the temperature.

또한, 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, CASE 2인 경우, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 용해로 버너 장치(500)는, 상기 연료 분사 노즐(20)은 상기 버너 몸체(10)의 분사면(10a)의 중심(C)을 기준으로 제 1 거리(D1) 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되고, 상기 산화제 분사 노즐(30)은 상기 버너 몸체(10)의 상기 분사면(10a)의 상기 중심(C)을 기준으로 상기 제 1 거리(D1) 보다 먼 제 2 거리(D2)로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치될 수 있는 것으로서, 상기 산화제 분사 노즐(30)은 정방향 스월을 유도할 수 있도록 중심 방향으로부터 좌회전각도로 기울어지게 형성될 수 있고, 상기 연료 분사 노즐(20)의 토출구 단면은 사각형(H2)일 수 있다.In addition, for example, as shown in FIG. 5 , in case of CASE 2, the furnace burner apparatus 500 according to some other embodiments of the present invention, the fuel injection nozzle 20 is the burner body 10 is disposed conformally on the radiation so as to be spaced apart by a first distance D1 based on the center (C) of the injection surface 10a of the oxidizer injection nozzle 30 is the injection surface 10a of the burner body 10 As can be arranged conformally on the radiation so as to be spaced apart by a second distance D2 that is farther than the first distance D1 with respect to the center C of the oxidant spray nozzle 30 to induce a forward swirl It may be formed to be inclined at a left rotational angle from the central direction so that the fuel injection nozzle 20 may have a rectangular cross-section H2.

따라서, 상기 연료는 스월을 일으키는 상기 산화제에 의해서 와류 및 난류가 발생될 수 있고, 이러한 와류 및 난류로 인하여 360도 전방향에 걸쳐서 연료와 산화제가 골고루 균일하게 혼합될 수 있기 때문에 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Therefore, the vortex and turbulence may be generated by the oxidizing agent causing the fuel swirl, and due to the vortex and turbulence, the fuel and the oxidizer can be uniformly mixed over 360 degrees, so the length and width of the flame , it is possible to increase the energy transfer efficiency by improving the temperature.

또한, 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, CASE 3인 경우, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 용해로 버너 장치(600)는, 상기 연료 분사 노즐(20)은 상기 버너 몸체(10)의 분사면(10a)의 중심(C)을 기준으로 제 1 거리(D1) 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되고, 상기 산화제 분사 노즐(30)은 상기 버너 몸체(10)의 상기 분사면(10a)의 상기 중심(C)을 기준으로 상기 제 1 거리(D1) 보다 먼 제 2 거리(D2)로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치될 수 있는 것으로서, 상기 산화제 분사 노즐(30)은 정방향 스월을 유도할 수 있도록 중심 방향으로부터 좌회전각도로 기울어지게 형성될 수 있고, 상기 연료 분사 노즐(20)의 토출구 단면은 삼각형(H3)일 수 있다.In addition, for example, as shown in FIG. 6 , in the case of CASE 3, the furnace burner apparatus 600 according to some other embodiments of the present invention, the fuel injection nozzle 20 is the burner body 10 . is disposed conformally on the radiation so as to be spaced apart by a first distance D1 based on the center (C) of the injection surface 10a of the oxidizer injection nozzle 30 is the injection surface 10a of the burner body 10 As can be arranged conformally on the radiation so as to be spaced apart by a second distance D2 that is farther than the first distance D1 with respect to the center C of the oxidant spray nozzle 30 to induce a forward swirl It may be formed to be inclined at a left rotation angle from the center direction so that the fuel injection nozzle 20 may have a cross section of a discharge port of a triangle H3.

따라서, 상기 연료는 스월을 일으키는 상기 산화제에 의해서 와류 및 난류가 발생될 수 있고, 이러한 와류 및 난류로 인하여 360도 전방향에 걸쳐서 연료와 산화제가 골고루 균일하게 혼합될 수 있기 때문에 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Therefore, the vortex and turbulence may be generated by the oxidizing agent causing the fuel swirl, and due to the vortex and turbulence, the fuel and the oxidizer can be uniformly mixed over 360 degrees, so the length and width of the flame , it is possible to increase the energy transfer efficiency by improving the temperature.

또한, 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, CASE 4인 경우, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 용해로 버너 장치(700)는, 상기 버너 몸체(10)에 형성되고, 상기 연료와 반응하여 상기 용해로 방향으로 화염(F)이 형성되도록 보조 산화제 라인(L3)과 연결되어 상기 연료 분사 방향(A1)을 기준으로 0도 이상의 제 2 각도(K2)인 보조 산화제 분사 방향(A3)으로 보조 산화제를 분사하고, 상기 버너 몸체(10)의 상기 분사면(10a)의 상기 중심(C)을 기준으로 상기 제 1 거리(D1) 보다 가까운 제 3 거리(D3)로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되는 보조 산화제 분사 노즐(40)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 보조 산화제 분사 노즐(40)의 토출부 단면은 틈새형(H4)일 수 있다.In addition, for example, as shown in FIG. 7 , in case of CASE 4, the furnace burner device 700 according to some other embodiments of the present invention is formed in the burner body 10 and reacts with the fuel to form a flame F in the direction of the melting furnace, it is connected to the auxiliary oxidant line L3 to assist in the auxiliary oxidant injection direction A3, which is a second angle K2 of 0 degrees or more with respect to the fuel injection direction A1 The oxidizing agent is sprayed and arranged conformally on the radiation so as to be spaced apart from the center C of the injection surface 10a of the burner body 10 by a third distance D3 that is closer than the first distance D1. It may further include an auxiliary oxidizing agent spray nozzle (40). Here, the cross-section of the discharge part of the auxiliary oxidizing agent spray nozzle 40 may be a crevice type (H4).

따라서, 상기 연료는 스월을 일으키는 외측 산화제에 의해서 와류 및 난류가 발생될 수 있고, 여기에 내측 보조 산화제까지 혼합되어서 360도 전방향에 걸쳐서 연료와 산화제가 골고루 균일하게 혼합될 수 있기 때문에 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Therefore, the fuel can generate vortex and turbulence by the outer oxidizer causing the swirl, and the inner auxiliary oxidizer is mixed thereto so that the fuel and the oxidizer can be uniformly mixed throughout 360 degrees, so the length of the flame , width, and temperature can be improved to increase energy transfer efficiency.

또한, 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, CASE 5인 경우, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 용해로 버너 장치(800)는, 상기 버너 몸체(10)에 형성되고, 상기 연료와 반응하여 상기 용해로 방향으로 화염(F)이 형성되도록 보조 산화제 라인(L3)과 연결되어 상기 연료 분사 방향(A1)을 기준으로 0도 이상의 제 2 각도(K2)인 보조 산화제 분사 방향(A3)으로 보조 산화제를 분사하고, 상기 버너 몸체(10)의 상기 분사면(10a)의 상기 중심(C)을 기준으로 상기 제 1 거리(D1) 보다 가까운 제 3 거리(D3)로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되는 보조 산화제 분사 노즐(40)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 보조 산화제 분사 노즐(40)의 토출부 단면은 원형(H1)이면서, 상기 보조 산화제 분사 노즐(40)의 상기 보조 산화제 분사 방향(A3)은 상기 화염(F)의 내부에 상기 산화제 분사 노즐(30)과 반대인 역방향으로 스월(Swirl)이 형성될 수 있도록 상기 제 2 각도(K2)는 0 보다 크게 중심 방향으로부터 좌회전각도로 기울어지게 형성될 수 있다.In addition, for example, as shown in FIG. 8 , in case of CASE 5, the furnace burner device 800 according to some other embodiments of the present invention is formed in the burner body 10 and reacts with the fuel. to form a flame F in the direction of the melting furnace, it is connected to the auxiliary oxidant line L3 to assist in the auxiliary oxidant injection direction A3, which is a second angle K2 of 0 degrees or more with respect to the fuel injection direction A1 The oxidizing agent is sprayed and arranged conformally on the radiation so as to be spaced apart from the center C of the injection surface 10a of the burner body 10 by a third distance D3 that is closer than the first distance D1. It may further include an auxiliary oxidizer spray nozzle 40 that is. Here, the cross section of the discharging part of the auxiliary oxidant spraying nozzle 40 is circular H1 , and the auxiliary oxidizing agent spraying direction A3 of the auxiliary oxidizing agent spraying nozzle 40 is the oxidant spraying inside the flame F The second angle K2 may be formed to be inclined at a left rotation angle from the center direction to be greater than 0 so that a swirl may be formed in the opposite direction to the nozzle 30 .

따라서, 상기 연료는 정방향 스월을 일으키는 외측 산화제에 의해서 와류 및 난류가 발생될 수 있고, 역방향 스월을 일으키는 내측 보조 산화제까지 혼합되어서 360도 전방향에 걸쳐서 연료와 산화제가 골고루 균일하게 혼합될 수 있기 때문에 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Therefore, the fuel can generate vortex and turbulence by the outer oxidizer causing forward swirl, and mix up to the inner auxiliary oxidizer causing reverse swirl, so that the fuel and the oxidizer can be uniformly mixed throughout 360 degrees. By improving the length, width, and temperature of the flame, energy transfer efficiency can be increased.

또한, 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, CASE 6인 경우, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 용해로 버너 장치(800)는, 상기 버너 몸체(10)에 형성되고, 상기 연료와 반응하여 상기 용해로 방향으로 화염(F)이 형성되도록 보조 산화제 라인(L3)과 연결되어 상기 연료 분사 방향(A1)을 기준으로 0도 이상의 제 2 각도(K2)인 보조 산화제 분사 방향(A3)으로 보조 산화제를 분사하고, 상기 버너 몸체(10)의 상기 분사면(10a)의 상기 중심(C)을 기준으로 상기 제 1 거리(D1) 보다 가까운 제 3 거리(D3)로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되는 보조 산화제 분사 노즐(40)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 보조 산화제 분사 노즐(40)의 토출부 단면은 원형(H1)이면서, 상기 보조 산화제 분사 노즐(40)의 상기 보조 산화제 분사 방향(A3)은 상기 화염(F)의 내부에 상기 산화제 분사 노즐(30)과 동일한 정방향으로 스월(Swirl)이 형성될 수 있도록 상기 제 2 각도(K2)는 0 보다 크게 중심 방향으로부터 우회전각도로 기울어지게 형성될 수 있다.In addition, for example, as shown in FIG. 9, in case of CASE 6, the furnace burner device 800 according to some other embodiments of the present invention is formed in the burner body 10, and reacts with the fuel. to form a flame F in the direction of the melting furnace, it is connected to the auxiliary oxidant line L3 to assist in the auxiliary oxidant injection direction A3, which is a second angle K2 of 0 degrees or more with respect to the fuel injection direction A1 The oxidizing agent is sprayed and arranged conformally on the radiation so as to be spaced apart from the center C of the injection surface 10a of the burner body 10 by a third distance D3 that is closer than the first distance D1. It may further include an auxiliary oxidizing agent spray nozzle (40). Here, the cross section of the discharging part of the auxiliary oxidant spraying nozzle 40 is circular H1 , and the auxiliary oxidizing agent spraying direction A3 of the auxiliary oxidizing agent spraying nozzle 40 is the oxidant spraying inside the flame F The second angle K2 may be formed to be inclined at a right rotation angle from the center direction greater than 0 so that a swirl may be formed in the same normal direction as the nozzle 30 .

따라서, 상기 연료는 정방향 스월을 일으키는 외측 산화제에 의해서 와류 및 난류가 발생될 수 있고, 정방향 스월을 일으키는 내측 보조 산화제까지 혼합되어서 360도 전방향에 걸쳐서 연료와 산화제가 골고루 균일하게 혼합될 수 있기 때문에 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Therefore, the fuel can generate vortex and turbulence by the outer oxidizer causing forward swirl, and mix up to the inner auxiliary oxidizer causing forward swirl, so that the fuel and the oxidizer can be uniformly mixed throughout 360 degrees. By improving the length, width, and temperature of the flame, energy transfer efficiency can be increased.

도 10은 도 9의 용해로 버너 장치(900)를 나타내는 단면도이고, 도 11은 도 10의 용해로 버너 장치(900)를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing the furnace burner device 900 of FIG. 9 , and FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing the furnace burner device 900 of FIG. 10 on an enlarged scale.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 산화제 분사 노즐(30)은, 산화제 라인(L2)과 연결되어 상기 연료 분사 방향(A1)을 기준으로 0도 이상의 제 1 각도(K1)인 산화제 분사 방향(A2)으로 산화제를 분사하고, 상기 보조 산화제 분사 노즐(40)은, 보조 산화제 라인(L3)과 연결되어 상기 연료 분사 방향(A1)을 기준으로 0도 이상의 제 2 각도(K2)인 보조 산화제 분사 방향(A3)으로 보조 산화제를 분사할 수 있다.10 and 11 , the oxidizer injection nozzle 30 is connected to the oxidizer line L2 and injects the oxidizer at a first angle K1 of 0 degrees or more with respect to the fuel injection direction A1. The oxidizing agent is injected in the direction A2, and the auxiliary oxidant injection nozzle 40 is connected to the auxiliary oxidant line L3 and has a second angle K2 of 0 degrees or more with respect to the fuel injection direction A1. The auxiliary oxidizing agent may be injected in the oxidizing agent injection direction A3.

따라서, 상기 연료는 상기 연료 방향으로 경사지게 분사되는 외측 산화제와 상기 연료 방향으로 경사지게 분사되는 내측 보조 산화제에 의해 이중으로 골고루 혼합되어 화염의 길이, 폭, 온도를 향상시켜서 에너지 전달 효율을 높일 수 있다.Accordingly, the fuel is evenly mixed double by the outer oxidizer injected obliquely in the fuel direction and the inner auxiliary oxidizer injected obliquely in the fuel direction to improve the length, width, and temperature of the flame, thereby increasing energy transfer efficiency.

도 12는 CASE 1부터 CASE 9까지 본 발명의 여러 실시예들에 따른 용해로 버너 장치의 화염 길이, 화염 폭, 화염 온도 등 실험 결과를 나타내는 도표이다.12 is a table showing experimental results, such as flame length, flame width, flame temperature, etc. of the furnace burner apparatus according to various embodiments of the present invention from CASE 1 to CASE 9.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 CASE 1부터 CASE 9까지 실험한 결과, 화염 길이, 화염 폭, 노즐로부터 거리별 화염 온도 전부분에 걸쳐서 기존 버너에 비해 화염 길이, 화염 폭이 크게 커지고, 화염 온도가 높아지는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 12, as a result of the experiments from CASE 1 to CASE 9 of the present invention, the flame length, flame width, and flame length and flame width are greatly increased compared to the conventional burner over all flame temperatures by distance from the nozzle, It was confirmed that the flame temperature increased.

특히, 도 12에 도시된 바와 같이, 산화제 및 보조 산화제를 이용하여 연료를 기준으로 내측 및 외측에 각각 정방향 스월을 형성하는 이중 스월 방식의 CASE 5의 경우, 전 부분에 걸쳐서 가장 화염 길이, 화염 폭이 향상되고, 화염 온도가 높아져서 에너지 전달 효율이 가장 큰 것을 확인할 수 있었다.In particular, as shown in FIG. 12, in the case of CASE 5 of the double swirl method in which forward swirls are formed on the inside and outside, respectively, on the basis of the fuel using an oxidizing agent and an auxiliary oxidizer, the flame length and flame width are the most over the entire part. This is improved, and the flame temperature is increased, so it can be confirmed that the energy transfer efficiency is the greatest.

도 13은 도 12의 CASE 5의 기존 대비 효과를 나타내는 그래프이다.13 is a graph showing the effect of CASE 5 of FIG. 12 compared to the existing one.

도 13에 도시된 바와 같이, 이러한 CASE 5는 기존 대비 화염 길이는 28 퍼센트 향상시키고, 화염 폭은 14 퍼센트 향상시키며, 화염 평균 온도는, 33 퍼센트 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 13, this CASE 5 compared to the conventional flame length is improved by 28 percent, the flame width is improved by 14 percent, and the average flame temperature, it was confirmed that the improvement by 33 percent.

그러므로, 본 발명에 의하면, 연료 분사 노즐(20)과 산화제 분사 노즐(30)을 서로 매칭시키고, 산화제 분사 노즐(30) 및 보조 산화제 분사 노즐(40)에 분사 각도를 조절하여 스월을 형성할 수 있으며, 보조 산화제를 추가적으로 분사하면서 정방향 또는 역방향 스월을 유도하여 연료와 산화제를 균일하게 혼합할 수 있고, 이로 인하여 화염의 길이, 폭, 온도를 크게 증대시킬 수 있으며, 에너지 전달 효율을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, the swirl can be formed by matching the fuel injection nozzle 20 and the oxidizing agent injection nozzle 30 with each other, and adjusting the injection angle to the oxidizing agent injection nozzle 30 and the auxiliary oxidizing agent injection nozzle 40 In addition, it is possible to uniformly mix the fuel and the oxidizer by inducing a forward or reverse swirl while additionally injecting the auxiliary oxidizer, thereby greatly increasing the length, width, and temperature of the flame, and greatly improving the energy transfer efficiency. have.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

F: 화염
10: 버너 몸체
10a: 분사면
C: 중심
20: 연료 분사 노즐
L1: 연료 라인
A: 축방향
A1: 연료 분사 방향
30: 산화제 분사 노즐
L2: 산화제 라인
K1: 제 1 각도
A2: 산화제 분사 방향
D1: 제 1 거리
D2: 제 2 거리
D3: 제 3 거리
P: 접점
H1: 원형
H2: 사각형
H3: 삼각형
H4: 틈새형
40: 보조 산화제 분사 노즐
L3: 보조 산화제 라인
K2: 제 2 각도
A3: 보조 산화제 분사 방향
100~900: 용해로 버너 장치F: flame
10: burner body
10a: spray surface
C: center
20: fuel injection nozzle
L1: fuel line
A: Axial
A1: fuel injection direction
30: oxidizer spray nozzle
L2: Oxidant line
K1: first angle
A2: Oxidant spray direction
D1: first distance
D2: second distance
D3: 3rd Street
P: contact
H1: round
H2: square
H3: triangle
H4: crevice
40: auxiliary oxidizer spray nozzle
L3: auxiliary oxidizer line
K2: second angle
A3: Auxiliary oxidant injection direction
100~900: furnace burner device

Claims (10)

버너 몸체;
상기 버너 몸체에 형성되고, 용해로 방향으로 화염이 형성되도록 연료 라인과 연결되어 상기 버너 몸체의 축방향과 동일한 연료 분사 방향으로 연료를 분사하는 적어도 하나의 연료 분사 노즐; 및
상기 버너 몸체에 형성되고, 상기 연료와 반응하여 상기 용해로 방향으로 화염이 형성되도록 산화제 라인과 연결되어 상기 연료 분사 방향을 기준으로 0도 이상의 제 1 각도인 산화제 분사 방향으로 산화제를 분사하는 적어도 하나의 산화제 분사 노즐;
을 포함하는, 용해로 버너 장치.burner body;
at least one fuel injection nozzle formed in the burner body and connected to a fuel line to form a flame in the direction of the melting furnace to inject fuel in the same fuel injection direction as the axial direction of the burner body; and
At least one formed in the burner body and connected to an oxidizer line so that a flame is formed in the direction of the melting furnace by reacting with the fuel to inject the oxidant in the oxidant injection direction that is a first angle of 0 degrees or more with respect to the fuel injection direction oxidizer spray nozzle;
Including, the furnace burner device. 제 1 항에 있어서,
상기 연료 분사 노즐은 상기 버너 몸체의 분사면의 중심을 기준으로 제 1 거리 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되고, 상기 산화제 분사 노즐은 상기 버너 몸체의 상기 분사면의 상기 중심을 기준으로 상기 제 1 거리 보다 먼 제 2 거리로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되는, 용해로 버너 장치.The method of claim 1,
The fuel injection nozzle is disposed conformally on the radiation so as to be spaced apart a first distance from the center of the injection surface of the burner body, and the oxidant injection nozzle is the first distance based on the center of the injection surface of the burner body. and is disposed conformally on the radiation so as to be spaced apart a second, greater distance. 제 1 항에 있어서,
상기 연료 분사 노즐과 상기 산화제 분사 노즐은 일대일로 매칭될 수 있도록 상기 연료 분사 노즐의 설치 개수와 상기 산화제 분사 노즐의 설치 개수가 동일하게 설치되는, 용해로 버너 장치.The method of claim 1,
The fuel injection nozzle and the oxidizer injection nozzle are installed in the same number of the installed number of the fuel injection nozzle and the installed number of the oxidant injection nozzle so that the one-to-one matching, the furnace burner apparatus. 제 1 항에 있어서,
상기 산화제 분사 노즐의 상기 산화제 분사 방향은 상기 연료 분사 노즐의 상기 연료 분사 방향과 서로 평행하게 형성되는, 용해로 버너 장치.The method of claim 1,
The oxidant injection direction of the oxidizer injection nozzle is formed parallel to the fuel injection direction of the fuel injection nozzle, the furnace burner device. 제 1 항에 있어서,
상기 산화제 분사 노즐의 상기 산화제 분사 방향은 상기 연료 분사 노즐의 상기 연료 분사 방향과 접점에서 만날 수 있도록 상기 제 1 각도는 0 보다 크게 중심 방향으로 기울어지게 형성되는, 용해로 버너 장치.The method of claim 1,
The first angle is greater than zero so that the oxidizer injection direction of the oxidizer injection nozzle meets the fuel injection direction of the fuel injection nozzle at a contact point is formed to be inclined toward the center. 제 1 항에 있어서,
상기 산화제 분사 노즐의 상기 산화제 분사 방향은 상기 화염에 정방향으로 스월(Swirl)이 형성될 수 있도록 상기 제 1 각도는 0 보다 크게 중심 방향으로부터 좌회전각도 또는 우회전각도로 기울어지게 형성되는, 용해로 버너 장치.The method of claim 1,
The oxidizer spraying direction of the oxidizer spray nozzle is formed to be inclined at a left rotation angle or a right rotation angle from the central direction greater than 0 so that a swirl is formed in the flame in the forward direction. 제 1 항에 있어서,
상기 연료 분사 노즐의 토출구 단면은 적어도 원형, 사각형, 삼각형, 다각형, 틈새형 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는, 용해로 버너 장치.The method of claim 1,
The discharge port cross section of the fuel injection nozzle is formed by selecting at least any one of a circular shape, a square shape, a triangle shape, a polygonal shape, a crevice shape, and combinations thereof. 제 2 항에 있어서,
상기 버너 몸체에 형성되고, 상기 연료와 반응하여 상기 용해로 방향으로 화염이 형성되도록 보조 산화제 라인과 연결되어 상기 연료 분사 방향을 기준으로 0도 이상의 제 2 각도인 보조 산화제 분사 방향으로 보조 산화제를 분사하고, 상기 버너 몸체의 분사면의 중심을 기준으로 상기 제 1 거리 보다 가까운 제 3 거리로 이격되도록 방사선 상에 등각 배치되는 보조 산화제 분사 노즐;
을 더 포함하는, 용해로 버너 장치.3. The method of claim 2,
It is formed in the burner body and is connected to an auxiliary oxidant line so that a flame is formed in the direction of the melting furnace by reacting with the fuel. , Auxiliary oxidant injection nozzles are arranged conformally on the radiation so as to be spaced apart by a third distance closer than the first distance with respect to the center of the injection surface of the burner body;
Further comprising, the furnace burner device. 제 8 항에 있어서,
상기 보조 산화제 분사 노즐의 상기 보조 산화제 분사 방향은 상기 화염의 내부에 역방향으로 스월(Swirl)이 형성될 수 있도록 상기 제 2 각도는 0 보다 크게 중심 방향으로부터 좌회전각도 또는 우회전각도로 기울어지게 형성되는, 용해로 버너 장치.9. The method of claim 8,
The auxiliary oxidizer injection direction of the auxiliary oxidizer injection nozzle is formed to be inclined at a left rotation angle or a right rotation angle from the center direction so that a swirl can be formed in the reverse direction inside the flame. furnace burner device. 제 8 항에 있어서,
상기 보조 산화제 분사 노즐의 상기 보조 산화제 분사 방향은 상기 화염의 내부에 정방향으로 스월(Swirl)이 형성될 수 있도록 상기 제 2 각도는 0 보다 크게 중심 방향으로부터 좌회전각도 또는 우회전각도로 기울어지게 형성되는, 용해로 버너 장치.9. The method of claim 8,
The auxiliary oxidizer injection direction of the auxiliary oxidizer injection nozzle is formed to be inclined at a left rotation angle or a right rotation angle from the center direction so that a swirl can be formed in a forward direction inside the flame. furnace burner device.
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