KR102172467B1

KR102172467B1 - 연소장치의 염공부 구조

Info

Publication number: KR102172467B1
Application number: KR1020170120538A
Authority: KR
Inventors: 박준규; 임현묵
Original assignee: 주식회사 경동나비엔
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2020-11-02
Also published as: JP2020535372A; EP3686490A1; AU2018335908B2; EP4075059A3; US11852337B2; KR20190032062A; JP7026211B2; US20200278113A1; EP4075059A2; CN111094849B; CN111094849A; EP3686490A4; AU2018335908A1; WO2019059592A1

Abstract

화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조는, 린(lean) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 린 가스의 분출 방향에 수직한 방향인 길이 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및 리치(rich) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 분출 방향 및 길이 방향에 수직한 방향인 폭 방향을 기준으로 린 염공부의 양측에 마련되며, 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고, 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 폭 방향을 따라 이격되고 제1 및 제2 라인 사이에서 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽에 의해, 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽으로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계된 영역을 포함한다.

Description

연소장치의 염공부 구조{FLAME HOLE STRUCTURE OF COMBUSION APPARATUS}

본 발명은 연소장치의 염공부 구조에 관한 것이다. 보다 구체적으로 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 관한 것이다.

가스 연소장치는 공급된 연료 가스를 연소시켜 열을 발생시키는 장치를 말한다. 그런데 연소장치에서 연료 가스를 연소시킬 때 NOx(질소 산화물)가 발생하며, NOx는 산성비의 원인이 될 뿐만 아니라 눈과 호흡기를 자극하고 식물을 고사시키는 등 주요 대기오염물질로 규제되고 있다. 연소장치에서 연료의 비율이 상대적으로 낮은 연료 가스(이하, 린(lean) 가스)를 사용하면 NOx의 배출이 저감될 수 있으나, 린 가스를 사용하면 연소 속도가 낮아져서 연소 안정성이 약화되고, 일산화탄소(CO)의 배출이 증가하는 문제가 있다.

이에 NOx의 배출을 저감시키되, 연소 안정성도 강화시키기 위한 린-리치 버너가 개발되고 있다. 린-리치 버너란, 린 화염 주위의 적절한 위치에 리치 화염이 위치하도록 구성된 버너를 말한다. 리치 화염이란, 연료의 비율이 상대적으로 높은 연료 가스(이하, 리치(rich) 가스)를 연소시킬 때 발생하는 화염을 말한다. 린-리치 버너에서는, 리치 화염의 미연 연료가 린 화염의 과잉 공기와 반응하면서 3차 화염이 형성되어, 린 화염의 연소 안정성이 강화될 수 있다. 이러한 효과를 보염효과(flame stabilizing effect)라고 한다.

그러나 최근 NOx 규제 기준이 더욱 엄격해짐에 따라 린-리치 버너를 통해서도 NOx 규제 기준을 충족하기 어려워지고 있다. 이에 린-리치 버너에서 리치 가스의 연료 비율을 감소시키면 NOx의 배출을 저감시킬 수 있지만, 이러한 경우 리치 화염의 연소 안정성이 약화되는 문제가 있다.

따라서 최근에는 린-리치 버너에서 리치 가스의 연료 비율을 저감시켜 NOx의 배출은 저감시키면서, 강력한 보염효과도 가져오기 위해, 린 가스 및 리치 가스가 배출되는 화염 구멍(염공)의 구조를 변경한 연소장치가 개발되고 있다.

도 1은 종래의 린-리치 버너들의 염공부 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 1에서 빗금 표시는 화염을 나타낸다. 종래의 염공부 구조들은, 도 1의 (a)에 도시된 것과 같이, 린 가스가 분출되기 위한 린 염공(1) 주위에 리치 가스가 분출되기 위한 리치 염공(2)을 구비하였다. 그리고 린 염공(1)과 리치 염공(2)의 상단에는 린 염공(1)과 리치 염공(2)을 결속시키기 위한 결속 플레이트(3)가 놓여졌다. 또는 도 1의 (b)에 도시된 것과 같이, 린 가스가 분출되기 위한 린 염공(4)과, 린 염공(4)의 주위를 감싸도록 배치된 리치 염공들(5, 6)을 구비하였다.

그러나 도 1의 (a), (b)에 도시된 것과 같은 염공부 구조에 따르면, A, B 영역에서 발생하는 화염에 리프팅 현상이 발생하여 화염이 불안정해지고 이에 따라 보염효과가 저감되는 문제가 있다. 여기서 리프팅 현상이란, 연료 가스의 분출 속도가 연료 가스의 연소 속도보다 빨라서, 화염이 염공으로부터 상측으로 떠오르는 현상을 말한다. 리프팅이 발생한 화염은 불안정하여 쉽게 꺼지거나, 다량의 일산화탄소가 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제들을 해결하기 위한 것으로, 실질적으로 염공의 모든 영역에서 화염이 균일하게 발생하도록 함으로써, NOx의 배출은 저감시키면서, 보염효과는 강화시킬 수 있는 연소장치의 염공부 구조를 제공하는 것이다.

일 예에서, 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조는, 린(lean) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 린 가스의 분출 방향에 수직한 방향인 길이 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부 및 리치(rich) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 분출 방향 및 길이 방향에 수직한 방향인 폭 방향을 기준으로 린 염공부의 양측에 마련되며, 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고, 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 폭 방향을 따라 이격되고 제1 및 제2 라인 사이에서 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽에 의해, 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽으로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계된 영역을 포함한다.

다른 예에서, 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조는, 린(lean) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 린 가스의 분출 방향에 수직한 방향인 길이 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및 리치(rich) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 분출 방향 및 길이 방향에 수직한 방향인 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고, 상기 린 염공은, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 린 염공 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 염공 절곡부의 양측에 마련되고, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 염공 수평부를 구비하고, 상기 리치 염공은, 상기 린 염공 절곡부에 대응되도록 상기 린 염공 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 리치 염공 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 리치 염공 돌출부의 양측에 마련되고, 상기 린 염공 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 염공 수평부를 구비하며, 상기 리치 염공부는, 적어도 어느 하나의 리치 염공 수평부로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부를 지나, 다른 리치 염공 수평부에 이르는 영역에 있어서, 상기 린 염공부와 실질적으로 동일 간격만큼 이격되도록 마련되고, 상기 리치 염공은, 어느 하나의 리치 염공 수평부로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부를 지나, 다른 리치 염공 수평부까지 연통되도록 형성된 영역인 연통 영역을 포함한다.

또 다른 예에서, 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조는, 길이 방향을 따라 연장되어, 린 가스를 분출하기 위한 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부 및 길이 방향에 대한 폭 방향을 기준으로 린 염공부의 양측에 마련되며, 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장되어, 리치 가스를 분출하기 위한 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고, 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 폭 방향을 따라 이격되고 제1 및 제2 라인 사이에서 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽에 의해, 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에, 각각의 기준 영역을 정의하는 물리적 경계로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계된다.

또 다른 예에서, 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조는, 길이 방향을 따라 연장되어, 린 가스를 분출하기 위한 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및 상기 길이 방향에 대한 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장되어, 리치 가스를 분출하기 위한 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고, 상기 린 염공은, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 린 염공 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 염공 절곡부의 양측에 마련되고, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 염공 수평부를 구비하고, 상기 리치 염공은, 상기 린 염공 절곡부에 대응되도록 상기 린 염공 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 리치 염공 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 리치 염공 돌출부의 양측에 마련되고, 상기 린 염공 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 염공 수평부를 구비하고, 상기 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 상기 폭 방향을 따라 이격되고 상기 제1 및 제2 라인 사이에서 상기 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽에 의해, 상기 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 상기 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽의 상단 길이의 합이 실질적으로 동일하도록 설계되고, 상기 리치 염공은, 어느 하나의 리치 염공 수평부로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부를 지나, 다른 리치 염공 수평부까지 연통되도록 형성된 영역인 연통 영역을 포함한다.

또 다른 예에서, 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조는, 길이 방향을 따라 연장되어, 린 가스를 분출하기 위한 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부 및 길이 방향에 대한 폭 방향을 기준으로 린 염공부의 양측에 마련되며, 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장되어, 리치 가스를 분출하기 위한 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고, 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 폭 방향을 따라 이격되고 제1 및 제2 라인 사이에서 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽에 의해, 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에, 각각의 기준 영역에서 리치 가스의 연소 속도가 실질적으로 동일하도록 설계된다.

또 다른 예에서, 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조는, 린 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 린 가스의 분출 방향에 수직하고 또한 상기 분출 방향에 수직한 방향인 길이 방향에도 수직한 방향인 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치된 복수 개의 린 플레이트들 사이의 이격된 공간에 형성되는 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및 리치 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치된 제1 및 제2 리치 플레이트 사이의 이격된 공간에 형성된 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하며, 상기 린 염공은, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 린 염공 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 염공 절곡부의 양측에 마련되고, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 염공 수평부를 구비하고, 상기 리치 염공은, 상기 린 염공 절곡부에 대응되도록 상기 린 염공 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 리치 염공 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 리치 염공 돌출부의 양측에 마련되고, 상기 린 염공 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 염공 수평부를 구비하고, 상기 복수 개의 린 플레이트들은, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 린 플레이트 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 플레이트 절곡부의 양측으로부터 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 플레이트 수평부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 리치 플레이트는, 상기 린 플레이트 절곡부에 대응되도록 상기 린 플레이트 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 제1 및 제2 리치 플레이트 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 제1 및 제2 리치 플레이트 돌출부의 양측으로부터 상기 린 플레이트 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 제1 및 제2 리치 플레이트 수평부를 포함하며, 적어도 하나의 제1 리치 플레이트 수평부의 임의의 지점에서 제2 리치 플레이트 수평부를 향해 그은 수선의 길이는, 인접하는 제1 리치 플레이트 돌출부의 임의의 지점에서 제2 리치 플레이트 돌출부를 향해 그은 수선의 길이와 실질적으로 동일하게 설계되고, 상기 리치 염공은, 어느 하나의 리치 염공 수평부로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부를 지나, 다른 리치 염공 수평부까지 연통되도록 형성된 영역인 연통 영역을 포함한다.

본 발명에 따른 염공부 구조를 포함하는 연소장치를 사용하면 각 염공의 실질적인 모든 영역에서 안정적인 화염을 유지함으로써, NOx를 저감시키면서도 보염효과가 균일하게 나타나도록 할 수 있다.

도 1은 종래의 린-리치 버너들의 염공부 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 리프팅 현상을 설명하기 위해 염공부 구조의 단면을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 리치 염공에서 T1 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 염공부 구조를 다른 측면에서 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 5의 T2 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7의 T3 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 9에서 C-C 선을 따라 자른 단면을 나타낸 개념도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 발명자들은 전술한 문제들을 해결하기 위하여 반복적인 실험과 연구를 거듭한 결과, 도 1의 A, B 영역에서 리프팅 현상이 발생하는 원인을 발견하였다. 그 원인으로는 여러 가지가 있을 수 있는데, 연료 가스를 연소시킬 때 발생하는 열량 중의 일부가 외부로 전달되면서 연소 속도가 느려지는 것을 하나의 원인으로 볼 수 있다. 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.

도 2는 리프팅 현상을 설명하기 위해 염공부 구조의 단면을 나타낸 개념도이다. 도 2에 도시된 것과 같이, 예를 들어 리치 가스가 리치 염공(7)을 통해 분출될 때, 리치 화염(f)은 리치 염공(7)을 형성하는 염공벽(8) 주변에서 발생한다. 이때 염공벽(8)으로 전달되는 열량(q)이 증가하면 연소 속도가 느려지면서, 리치 가스의 분출 속도가 리치 가스의 연소 속도보다 빨라진다. 따라서 리치 화염(f)이 리치 염공(7)으로부터 떠오르고, 이내 꺼져버리는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 도 1의 (a)에서 A 영역의 경우, 염공을 형성하는 염공벽 뿐만 아니라, 상단에 놓여진 결속 플레이트(3)로도 열이 전달될 수 있으므로, 다른 영역에 비해 리프팅 현상이 발생하기 쉬운 것으로 볼 수 있다. 따라서 동일한 조건에서 연료 가스를 분출시킬 때, A 영역에서만 화염이 발생하지 않을 수 있고, A 영역에서는 보염효과가 약화되는 문제가 있을 수 있다.

또한, 도 1의 (b)에서 B 영역의 경우에도, 리치 염공(5)과 리치 염공(6)이 서로 단절된 부분에서는 리치 가스의 단위 발열량당 염공벽으로 전달되는 열량이 다른 영역에 비해 상대적으로 크기 때문에, B 영역에서 리프팅 현상이 쉽게 발생하는 문제가 있을 수 있다.

이에 본 발명의 발명자들은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 연소장치의 염공부 구조를 도출하였다.

실시예 1

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 3의 리치 염공에서 T1 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 염공부 구조를 다른 측면에서 설명하기 위한 평면도이다. 도 6은 도 5의 T2 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 대해 설명한다.

본 발명의 실시예 1에 따른 염공부 구조는 린 염공부(10)와 리치 염공부(20)를 포함한다.

린 염공부(10)는, 린 가스가 분출되기 위한 적어도 하나의 린 염공(11)을 구비한다. 린 염공(11)은 린 가스의 분출 방향(z)에 수직한 방향인 길이 방향(x)을 따라 연장된다.

리치 염공부(20)는, 리치 가스가 분출되기 위한 한 쌍의 리치 염공(21)을 구비한다. 리치 염공(21)은 길이 방향(x)에 평행한 방향을 따라 연장된다. 이때 한 쌍의 리치 염공(21)은, 분출 방향(z) 및 길이 방향(x)에 수직한 방향인 폭 방향(y)을 기준으로 린 염공부(10)의 양측에 마련된다.

린 염공(11)에서 분출되는 린 가스가 연소되어 린 화염이 형성되고, 리치 염공(21)에서 분출되는 리치 가스가 연소되어 리치 화염이 형성된다. 그리고 린 화염과 리치 화염은 서로 열교환하면서 보염효과가 발생할 수 있다.

이때 리치 염공(21)은, 린 화염과 리치 화염 사이의 보염효과가 효과적으로 발생하도록 설계된다.

예를 들어, 리치 염공(21)은, 리치 염공(21)에서 리치 가스에 의한 리치 화염의 생성 시에, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽으로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계된 영역을 포함한다. 또는, 리치 염공(21)은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 상기 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에, 각각의 기준 영역에서 상기 리치 가스의 연소 속도가 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다.

도 4를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다. 먼저, 기준 영역(S)이란, 제1 라인(Ⅰ) 및 제2 라인(Ⅱ)과 한 쌍의 리치 염공벽(b)에 의해, 리치 염공(21)의 상단에서 정의되는 영역을 의미한다. 제1 및 제2 라인(Ⅰ, Ⅱ)은 리치 염공(21)을 가로지르는 임의의 가상선이며, 리치 염공벽(b)은, 폭 방향(y)을 따라 이격되고 제1 및 제2 라인(Ⅰ, Ⅱ) 사이에서 리치 염공(21)의 일부분을 형성하는 벽을 말한다.

도 4에 도시된 것과 같이, 리치 염공(21)에서 임의의 기준 영역을 정의할 수 있다. 예를 들어, 임의의 제1 라인(Ⅰ) 및 제2 라인(Ⅱ)과 한 쌍의 염공벽(b)에 의해 정의되는 기준 영역(S)과, 임의의 제1 라인(Ⅰ') 및 제2 라인(Ⅱ')과 한 쌍의 염공벽(b')에 의해 정의되는 기준 영역(S')을 정의할 수 있다.

리치 염공(21)은, 기준 영역(S)과 기준 영역(S')의 크기가 동일한 경우, 각각의 기준 영역 사이에, 한 쌍의 리치 염공벽(b 또는 b')으로 전달되는 열량의 합 즉, 각각의 기준 영역에서 리치 가스의 연소 속도가 실질적으로 동일하도록 설계된 영역을 포함한다. 다시 말해서, 리치 염공(21)은, 임의의 기준 영역(S)과 기준 영역(S')의 크기가 동일한 경우, 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에, 기준 영역(S)에서 한 쌍의 리치 염공벽(b)으로 전달되는 열량의 합(Q)과 기준 영역(S')에서 한 쌍의 리치 염공벽(b')으로 전달되는 열량의 합(Q')이 실질적으로 동일하도록 설계된 영역을 포함한다.

크기가 동일한 기준 영역(S, S')에서는 실질적으로 동일한 분출 속도로 동일한 양의 리치 가스가 분출될 것이고, 리치 가스의 연소 시 실질적으로 동일한 발열량이 발생할 것이다. 그리고 각 기준 영역(S, S')에서 각 염공벽들(b, b')로 전달되는 열량이 실질적으로 동일하다면, 각 기준 영역(S, S')에서 리치 가스의 연소 속도 역시 실질적으로 동일할 것이므로, 각 기준 영역(S, S')에서는 리프팅이 발생하는 한계 조건이 동일할 것이다. 따라서 각 기준 영역(S, S')에 NOx의 배출을 저감시킬 수 있는 최적의 조건으로 리치 가스를 공급하면, 각 기준 영역(S, S')에서는 실질적으로 동일한 성질의 리치 화염이 생성될 것이다.

따라서 도 1의 A, B 영역과 달리, 이와 같이 설계된 영역 전체에서는 실질적으로 동일한 보염효과를 가져올 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예 1에 따른 염공부 구조는, NOx의 배출은 저감시키되, 연소의 안정성은 강화되어 보염효과가 균일하게 발생하도록 할 수 있다. 그리고 리치 염공의 모든 영역이 이와 같이 설계되는 것이 더 바람직하다.

한편, 실질적으로 동일하다는 것은, 수치적으로 엄밀하게 동일하다는 것을 의미하는 것이 아니라, 수치상으로 다소 차이가 있더라도 본 기술분야에서 실질적으로 동일한 작용을 가져오는 정도의 동일성을 의미한다.

이때, 각각의 기준 영역을 형성하는 염공벽으로 전달되는 열량을 조절하는 수단은 여러 가지가 있을 수 있다.

일 예로, 한 쌍의 리치 염공벽들의 재질 및 두께 등이 일정할 경우, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽의 상단 길이의 합이 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다. 즉, 도 4에서 기준 영역(S)을 형성하는 한 쌍의 염공벽들(b)의 길이의 합과 기준 영역(S')을 형성하는 한 쌍의 염공벽들(b')의 길이의 합이 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다. 이와 같이 길이의 합이 동일하면 열이 전달되는 염공벽의 면적이 동일하다고 간주할 수 있다.

이때 기준 영역(S)을 형성하는 한 쌍의 염공벽들(b)의 상단 길이의 합과 기준 영역(S')을 형성하는 한 쌍의 염공벽들(b')의 상단 길이의 합의 차이가 15% 정도 수준의 오차 범위 내에 있을 경우, 각각 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽의 상단 길이의 합은 실질적으로 동일하다고 볼 수 있다. 실제 제작된 리치 염공벽의 길이는 설계 상의 길이와 공차를 가질 수 있으며, 각 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽의 상단 길이의 합에 차이가 발생하더라도, 제작 시 발생하는 공차의 범위 내에서는 각 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽의 상단 길이의 합이 실질적으로 동일하다고 볼 수 있다.

따라서 각 기준 영역에서는 리프팅이 발생하는 한계 조건이 실질적으로 동일하고, 균등한 보염효과가 나타난다고 간주할 수 있다. 한편, 15%라는 수치는 그 수치 자체가 특별한 의미를 갖는 것은 아니고, 제작 시 발생하는 공차 수준의 범위를 나타내기 위한 일 예이다.

다른 예로, 각각의 기준 영역들을 형성하는 한 쌍의 염공벽들 사이의 거리가 서로 다르거나, 각각의 염공벽들의 다른 물성치에 차이가 있더라도, 각각의 염공벽들로 전달되는 열량이 동일하도록 염공벽들의 두께, 재질 등을 조절할 수도 있다.

또 다른 예로, 도 1의 (a)에 도시된 것과 같이, 리치 염공 주변에 결속 플레이트 등 열을 전달받을 수 있는 물리적인 개체가 존재하는 경우라면, 리치 염공은 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 한 쌍의 염공벽들을 포함하여 각각의 기준 영역을 정의하는 물리적 경계로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계될 수도 있다.

다시 도 3을 참조하면, 린 염공(11)은 적어도 하나의 린 염공 절곡부(113)와 린 염공 수평부(111)를 구비할 수 있다. 린 염공 절곡부(113)는 폭 방향(y)에 따른 린 염공부(10)의 중심을 향해 절곡된 부분을 의미한다. 린 염공 수평부(111)는, 길이 방향(x)에 평행한 방향을 기준으로 린 염공 절곡부(113)의 양측에 마련되고, 길이 방향(x)에 평행한 방향을 따라 연장된 부분을 의미한다.

또한, 리치 염공(21)은, 적어도 하나의 리치 염공 돌출부(213)와 리치 염공 수평부(211)를 구비할 수 있다. 리치 염공 돌출부(213)는 린 염공 절곡부(113)에 대응되도록, 린 염공 절곡부(113)를 향해 돌출된 부분을 의미한다. 그리고 리치 염공 수평부(211)는, 길이 방향(x)에 평행한 방향을 기준으로 리치 염공 돌출부(213)의 양측에 마련되고, 린 염공 수평부(111)에 대응되도록 길이 방향(x)에 평행한 방향을 따라 연장된 부분을 의미한다.

이와 같이, 리치 염공(21)이 린 염공 절곡부(113)에 대응하는 리치 염공 돌출부(213)를 포함함으로써, 리치 화염이 린 화염의 주위를 둘러싸는 형태로 형성되도록 할 수 있고, 보염효과가 발생하는 면적이 증가하는 효과가 발생할 수 있다.

이때, 리치 염공(21)은, 어느 하나의 리치 염공 수평부(211)로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부(213)를 지나, 다른 리치 염공 수평부(211)까지 연통되도록 형성된 영역인 연통 영역을 포함할 수 있다. 이때, 연통 영역 전체에서는 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽으로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다.

도 1의 (b)에 도시된 것과 같이, 리치 염공부들(5, 6)이 단절되는 부분에서는 리프팅 현상이 발생하기 쉬운 반면, 본 발명의 연통 영역 전체에서는 리프팅 현상이 발생하는 한계가 실질적으로 동일할 수 있으며, 따라서 보염효과가 넓은 영역에서 균일하게 나타나도록 할 수 있다. 또한, 리치 염공(21)은 린 염공 절곡부(113) 및 리치 염공 돌출부(213)가 구비되는 모든 영역에 있어서, 연통 영역을 갖도록 설계되는 것이 더 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예 1에 따른 염공부 구조는 구획부(30)를 더 포함할 수 있다. 구획부(30)란 린 염공부(10)와 리치 염공부(20) 사이에 마련되어, 린 가스 및 리치 가스가 분출되지 않는 부분을 의미한다. 구획부(30)는 린 화염과 리치 화염이 적절한 간격을 사이에 두고 형성되도록 하여 보염효과가 가장 효과적으로 나타나도록 설계될 수 있다.

이때, 도 5, 도 6을 참조하면, 린 염공부(10)는 린 염공(11)을 형성하기 위한 복수 개의 린 플레이트(13)들을 더 포함할 수 있고, 리치 염공부(20)는 리치 염공(21)을 형성하기 위한 복수 개의 리치 플레이트(23)들을 더 포함할 수 있다.

복수개의 린/리치 플레이트(13, 23)들은 폭 방향(y)을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다. 그리고 린/리치 염공(11, 21)은 린/리치 플레이트(13, 23)들 사이의 이격된 공간에 형성될 수 있다. 또한, 구획부(30)는 복수 개의 린 플레이트(13)들 중 폭 방향(y)을 기준으로 최외측에 위치하는 제1 린 플레이트(13a)와, 복수 개의 리치 플레이트(23)들 중 폭 방향(y)을 기준으로 최내측에 위치하는 제1 리치 플레이트(23a) 사이에 형성될 수 있다.

이때 복수 개의 린 플레이트(13)들은 서로 다른 각도로 절곡됨으로써 린 염공 절곡부(113)들을 형성할 수 있다. 그리고 복수 개의 리치 플레이트(23)들 역시 리치 염공 돌출부(213)를 형성할 수 있다.

이때, 제1 린 플레이트(13a)는 적어도 하나의 제1 린 플레이트 절곡부(133a)와 제1 린 플레이트 절곡부(133a)의 양측에 마련되는 제1 린 플레이트 수평부(131a)를 포함할 수 있다. 제1 린 플레이트 절곡부(133a)는 폭 방향(y)에 따른 린 염공부(10)의 중심을 향해 절곡된 부분을 말하며, 제1 린 플레이트 수평부(131a)는 길이 방향(x)에 평행한 방향을 기준으로 제1 린 플레이트 절곡부(133a)의 양측으로부터, 길이 방향(x)에 평행한 방향을 따라 연장된 부분을 말한다.

또한, 제1 리치 플레이트(23a)는 제1 린 플레이트 절곡부(133a)에 대응되는 제1 리치 플레이트 돌출부(233a)와, 제1 린 플레이트 수평부(131a)에 대응되는 제1 리치 플레이트 수평부(231a)를 포함할 수 있다. 제1 리치 플레이트 돌출부(233a)는 제1 린 플레이트 절곡부(133a)를 향해 돌출되며, 제1 리치 플레이트 수평부(231a)는, 제1 리치 플레이트 돌출부(233a)의 양측에서 길이 방향(x)에 평행한 방향을 따라 연장된다. 그리고 제2 리치 플레이트(23b)는 제2 리치 플레이트 돌출부(233b)와 제1 리치 플레이트 수평부(231b)를 포함할 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예 1에 따른 염공부 구조는, 도 6에 도시된 것과 같이, 적어도 하나의 제1 린 플레이트 절곡부(133a)의 임의의 지점에서 이에 대응되는 제1 리치 플레이트 돌출부(233a)를 향해 그은 수선(l₂)의 길이와, 인접하는 제1 린 플레이트 수평부(131a)의 임의의 지점에서 이에 대응되는 제1 리치 플레이트 수평부(231a)를 향해 그은 수선(l₁, l₃)의 길이가 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다.

즉, 리치 염공부(20)는, 적어도 어느 하나의 리치 염공 수평부(211)로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부(213)를 지나, 다른 리치 염공 수평부(211)에 이르는 영역에 있어서, 린 염공부(10)와 실질적으로 동일한 간격만큼 이격되도록 마련될 수 있다(도 3 참조).

이때 동일한 간격이라는 것은 수치적으로 엄밀한 동일성을 의미하는 것은 아니다. 예를 들어, 리치 염공부(20)와 린 염공부(10)가 거리 L만큼 이격되도록 설계되었다고 하더라도, 실제 간격이 거리 L의 ±30% 수준의 오차 범위 내에 있을 경우, 리치 염공부(20)와 린 염공부(10)가 실질적으로 동일한 간격만큼 이격되었다고 볼 수 있다.

실제 버너의 구조 상 리치 염공부와 린 염공부 사이의 거리는 1mm 단위 수준으로 매우 작기 때문에, 제작 시 발생하는 공차를 고려하면 ±30% 수준의 오차 범위 내에서는 리프팅이 발생하는 한계 조건이 실질적으로 동일하고, 균등한 보염효과가 나타난다고 간주할 수 있다.

예를 들어, 실제 리치 염공부와 린 염공부 사이의 거리가 0.9mm ~ 1.35mm 정도의 범위에 있을 경우, 그 거리가 실질적으로 동일하다고 볼 수 있다. 이때 ±30% 또는 0.9mm ~ 1.35 mm는 그 수치 자체가 특별한 의미를 갖는 것은 아니며, 제작 시의 공차를 고려할 때 실질적으로 동일한 수준의 범위를 나타내기 위한 하나의 예로 기재되었을 뿐이다.

이에 따라, 린 염공 절곡부(113) 및 리치 염공 돌출부(213)에서 생성되는 린 화염과 리치 화염 사이의 간격과, 린 염공 수평부(111) 및 리치 염공 수평부(211)에서 생성되는 린 화염과 리치 화염 사이의 간격이 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다. 이와 같이 설계된 영역에서는, 린 화염과 리치 화염이 영역 전체에서 서로 동일한 간격만큼 떨어져 있기 때문에, 영역 전체에서 균등한 보염효과가 나타날 수 있다.

따라서 모든 린 염공 절곡부(113) 및 리치 염공 돌출부(213)에 대해서, 제1 린 플레이트 절곡부(133a)의 임의의 지점에서 이에 대응되는 제1 리치 플레이트 돌출부(233a)를 향해 그은 수선의 길이와, 인접하는 제1 린 플레이트 수평부(131a)의 임의의 지점에서 이에 대응되는 제1 리치 플레이트 수평부(231a)를 향해 그은 수선의 길이가 실질적으로 동일하도록 설계되는 것이 더 바람직하다. 여기서 수선의 길이 또는 화염 사이의 간격이 실질적으로 동일하다는 것 역시 수치적으로 엄밀한 동일성을 요구하는 것은 아니다.

실시예 2

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다. 도 8은 도 7의 T3 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예 2에 따른 염공부 구조에 대해 설명한다. 실시예 2에 따른 염공부 구조에서 실시예 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예 2에 따른 염공부 구조는 실시예 1에 따른 염공부 구조와 같이 린 염공부(10), 리치 염공부(20)를 포함한다. 린 염공부(10)는 복수 개의 린 플레이트(13)에 의해 형성된 린 염공(11)과, 제1 및 제2 리치 플레이트(23a, 23b)에 의해 형성된 리치 염공(21)을 포함한다.

또한, 복수 개의 린 플레이트(13)들은 린 플레이트 절곡부(133)와, 린 플레이트 수평부(131)를 포함하고, 제1 및 제2 리치 플레이트(23a, 23b) 역시 린 플레이트 절곡부(133)에 대응되는 제1 및 제2 리치 플레이트 돌출부(233a, 233b)와, 린 플레이트 수평부(131)에 대응되는 제1 및 제2 리치 플레이트 수평부(231a, 231b)를 포함한다.

그러나 실시예 2에 따른 염공부 구조는 실시예 1에 따른 염공부 구조와 리치 염공(21)의 설계 구조에 있어서 차이가 있다. 보다 구체적으로, 도 8에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 염공부 구조는, 적어도 하나의 제1 리치 플레이트 수평부(231a)의 임의의 지점에서 제2 리치 플레이트 수평부(231b)를 향해 그은 수선(m₁, m₃)의 길이와, 인접하는 제1 리치 플레이트 돌출부(233a)의 임의의 지점에서 제2 리치 플레이트 돌출부(233b)를 향해 그은 수선(m₂)의 길이가 실질적으로 동일하게 설계된다.

리치 염공(21)이 이와 같이 설계되면, 도 8에서 각 수선들(m₁, m₂, m₃)의 길이가 동일하게 연장되는 영역에서는, 본 발명의 실시예 1과 같이, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 염공벽들로 전달되는 열량이 실질적으로 동일하다고 간주할 수 있다. 다시 말해, 리치 염공(21)에서 직선 모양으로 연장되는 모든 영역, 즉 리치 플레이트 수평부(231a, 231b)에서 리치 플레이트 돌출부(233a, 233b)로 이어지는 부분과 같이 절곡된 영역을 제외한 모든 영역에서는, 임의의 기준 영역들 사이에 각각의 염공벽들로 전달되는 열량이 실질적으로 동일하다고 간주할 수 있다.

그리고 직선 모양으로 연장되는 영역에서 정의된 임의의 기준 영역과, 절곡된 영역에서 정의된 임의의 기준 영역 사이에서는 그 기준 영역의 크기가 동일할 때, 각각의 염공벽들로 전달되는 열량이 실질적으로 동일하지 않을 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예 2와 같이 설계된다면 그 열량의 차이는 미비할 것이고, 보염효과가 본 발명의 실시예 2와 같이 설계된 리치 영역(21)의 전체 영역에서 실질적으로 동일하게 발생한다고 간주할 수 있다.

실시예 3

도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다. 도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다. 도 11은 도 9에서 C-C 선을 따라 자른 단면을 나타낸 개념도이다. 이하에서는 도 9 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시예 3에 따른 염공부 구조에 대해 설명한다. 실시예 3에 따른 염공부 구조에서 실시예 1, 2와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명하며, 불필요한 설명을 생략한다.

본 발명의 실시예 3에 따른 염공부 구조는 실시예 1, 2에 따른 염공부 구조에서 결속부재(40)를 더 포함할 수 있다. 결속부재(40)는 폭 방향(y)을 따라 리치 염공부(20) 및 린 염공부(10)를 관통하여 린 염공부(10) 및 리치 염공부(20)를 서로 결속하는 부재를 말한다. 결속부재(40)가 구비됨으로써, 린 염공(11) 및 리치 염공(21)에서 화염이 발생할 때, 린 염공(11) 및 리치 염공(21)의 크기가 변동되는 것(넓어지는 것)을 방지할 수 있다.

이때, 결속부재(40)는 린 염공부(10) 및 리치 염공부(20)의 상단으로부터 하측으로 소정 간격 이격된 위치에 구비될 수 있다(도 11 참조). 도 1의 (a)에 도시된 것과 같이, 종래에는 염공의 상단에 결속 플레이트 등이 마련되었는데, 플레이트가 마련된 부분에서는 화염이 발생할 수 없어 보염효과가 나타날 수 없는 문제가 있었다. 그러나 본 발명의 실시예 3에 따른 결속부재(40)는 분출 방향(z)에 평행한 방향을 기준으로, 염공부의 상단으로부터 하측으로 소정 간격 이격된 위치에 구비되기 때문에, 화염의 생성을 방해하지 않을 수 있다.

이때 결속부재(40)가 상단으로부터 이격되는 간격은 특별히 한정되지 않으며, 화염의 생성은 방해하지 않되, 린 염공(11)과 리치 염공(21)의 크기가 변동되는 것을 가장 효과적으로 방지할 수 있는 위치까지 이격되는 것이 바람직하다.

또한, 결속부재(40)의 종류 및 결속 방법도 특별히 한정되지 않으며, 도 8에 도시된 것과 같이 폭 방향(y)에 따른 일측에서 결속 막대(40)를 삽입한 후, 타측은 용접 또는 소성 변형을 이용하여 결속시키는 방법을 사용할 수 있다. 또는, 도 9에 도시된 것과 같이 결속 철사(40')를 관통시킨 후 그 양측 말단(점선원 부분)을 용접, 매듭, 소성 변형 등을 통해 결속하는 방법을 사용할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 린 염공부
11: 린 염공
13: 린 플레이트
20: 리치 염공부
21: 리치 염공
23: 리치 플레이트
23a: 제1 리치 플레이트
23b: 제2 리치 플레이트
30: 구획부
40: 결속부재
111: 린 염공 수평부
113: 린 염공 절곡부
211: 리치 염공 수평부
213: 리치 염공 돌출부
231: 리치 플레이트 수평부
231a: 제1 리치 플레이트 수평부
231b: 제2 리치 플레이트 수평부
233: 리치 플레이트 돌출부
233a: 제1 리치 플레이트 돌출부
233b: 제2 리치 플레이트 돌출부
x: 길이 방향
y: 폭 방향
z: 분출 방향

Claims

화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 있어서,
린(lean) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 린 가스의 분출 방향에 수직한 방향인 길이 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및
리치(rich) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 분출 방향 및 길이 방향에 수직한 방향인 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고,
상기 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 상기 폭 방향을 따라 이격되고 상기 제1 및 제2 라인 사이에서 상기 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽에 의해, 상기 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 상기 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 상기 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽으로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계된 영역을 포함하는, 염공부 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽의 상단 길이의 합이 실질적으로 동일하도록 설계된 영역을 포함하는, 염공부 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 린 염공은, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 린 염공 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 염공 절곡부의 양측에 마련되고, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 염공 수평부를 구비하고,
상기 리치 염공은, 상기 린 염공 절곡부에 대응되도록 상기 린 염공 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 리치 염공 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 리치 염공 돌출부의 양측에 마련되고, 상기 린 염공 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 염공 수평부를 구비하는, 염공부 구조.
청구항 3에 있어서,
상기 리치 염공은, 어느 하나의 리치 염공 수평부로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부를 지나, 다른 리치 염공 수평부까지 연통되도록 형성된 영역인 연통 영역을 포함하며,
적어도 하나의 상기 연통 영역은, 영역 전체에서, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽으로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계된, 염공부 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 린 염공부는, 상기 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 린 플레이트들을 더 포함하고, 상기 린 염공은, 상기 린 플레이트들 사이의 이격된 공간에 형성되며,
상기 리치 염공부는, 상기 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 리치 플레이트들을 더 포함하고, 상기 리치 염공은, 상기 리치 플레이트들 사이의 이격된 공간에 형성되며,
상기 복수 개의 린 플레이트들 중 상기 폭 방향을 기준으로 최외측에 위치하는 제1 린 플레이트와, 상기 복수 개의 리치 플레이트들 중 상기 폭 방향을 기준으로 최내측에 위치하는 제1 리치 플레이트 사이에 형성되고, 상기 린 가스 및 상기 리치 가스가 분출되지 않는 구획부를 더 포함하는, 염공부 구조.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 린 플레이트는, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 제1 린 플레이트 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 제1 린 플레이트 절곡부의 양측으로부터, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 제1 린 플레이트 수평부를 포함하고,
상기 제1 리치 플레이트는, 상기 제1 린 플레이트 절곡부에 대응되도록 상기 제1 린 플레이트 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 제1 리치 플레이트 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 제1 리치 플레이트 돌출부의 양측으로부터, 상기 제1 린 플레이트 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 제1 리치 플레이트 수평부를 포함하며,
적어도 하나의 제1 린 플레이트 절곡부의 임의의 지점에서 이에 대응되는 제1 리치 플레이트 돌출부를 향해 그은 수선의 길이는, 인접하는 제1 린 플레이트 수평부의 임의의 지점에서 이에 대응되는 제1 리치 플레이트 수평부를 향해 그은 수선의 길이와 실질적으로 동일하도록 설계된, 염공부 구조.
화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 있어서,
린(lean) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 린 가스의 분출 방향에 수직한 방향인 길이 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및
리치(rich) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 분출 방향 및 길이 방향에 수직한 방향인 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고,
상기 린 염공은, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 린 염공 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 염공 절곡부의 양측에 마련되고, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 염공 수평부를 구비하고,
상기 리치 염공은, 상기 린 염공 절곡부에 대응되도록 상기 린 염공 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 리치 염공 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 리치 염공 돌출부의 양측에 마련되고, 상기 린 염공 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 염공 수평부를 구비하며,
상기 리치 염공부는, 적어도 어느 하나의 리치 염공 수평부로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부를 지나, 다른 리치 염공 수평부에 이르는 영역에 있어서, 상기 린 염공부와 실질적으로 동일 간격만큼 이격되도록 마련되고,
상기 리치 염공은, 어느 하나의 리치 염공 수평부로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부를 지나, 다른 리치 염공 수평부까지 연통되도록 형성된 영역인 연통 영역을 포함하는, 염공부 구조.
화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 있어서,
린(lean) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 린 가스의 분출 방향에 수직한 방향인 길이 방향을 따라 연장된 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부;
리치(rich) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 분출 방향 및 길이 방향에 수직한 방향인 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부; 및
상기 폭 방향을 따라 상기 리치 염공부 및 상기 린 염공부를 관통하여 상기 린 염공부 및 리치 염공부를 서로 결속하는 결속부재를 포함하는, 염공부 구조.
청구항 8에 있어서,
상기 결속부재는, 상기 분출 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 염공부 및 상기 리치 염공부의 상단으로부터 하측으로 소정 간격 이격된 위치에 구비되는, 염공부 구조.
화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 있어서,
길이 방향을 따라 연장되어, 린 가스를 분출하기 위한 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및
상기 길이 방향에 대한 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장되어, 리치 가스를 분출하기 위한 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고,
상기 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 상기 폭 방향을 따라 이격되고 상기 제1 및 제2 라인 사이에서 상기 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽에 의해, 상기 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 상기 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 상기 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에, 각각의 기준 영역을 정의하는 물리적 경계로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계된, 염공부 구조.
화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 있어서,
길이 방향을 따라 연장되어, 린 가스를 분출하기 위한 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및
상기 길이 방향에 대한 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장되어, 리치 가스를 분출하기 위한 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고,
상기 린 염공은, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 린 염공 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 염공 절곡부의 양측에 마련되고, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 염공 수평부를 구비하고,
상기 리치 염공은, 상기 린 염공 절곡부에 대응되도록 상기 린 염공 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 리치 염공 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 리치 염공 돌출부의 양측에 마련되고, 상기 린 염공 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 염공 수평부를 구비하고,
상기 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 상기 폭 방향을 따라 이격되고 상기 제1 및 제2 라인 사이에서 상기 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽에 의해, 상기 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 상기 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽의 상단 길이의 합이 실질적으로 동일하도록 설계되고,
상기 리치 염공은, 어느 하나의 리치 염공 수평부로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부를 지나, 다른 리치 염공 수평부까지 연통되도록 형성된 영역인 연통 영역을 포함하는, 염공부 구조.
화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 있어서,
길이 방향을 따라 연장되어, 린 가스를 분출하기 위한 적어도 하나의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및
상기 길이 방향에 대한 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장되어, 리치 가스를 분출하기 위한 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고,
상기 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 상기 폭 방향을 따라 이격되고 상기 제1 및 제2 라인 사이에서 상기 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 염공벽에 의해, 상기 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 상기 리치 염공은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 상기 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에, 각각의 기준 영역에서 상기 리치 가스의 연소 속도가 실질적으로 동일하도록 설계된, 염공부 구조.
화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 있어서,
린 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 린 가스의 분출 방향에 수직하고 또한 상기 분출 방향에 수직한 방향인 길이 방향에도 수직한 방향인 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치된 복수 개의 린 플레이트들 사이의 이격된 공간에 형성되는 린 염공을 구비하는 린 염공부; 및
리치 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련되며, 상기 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치된 제1 및 제2 리치 플레이트 사이의 이격된 공간에 형성된 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하며,
상기 린 염공은, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 린 염공 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 염공 절곡부의 양측에 마련되고, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 염공 수평부를 구비하고,
상기 리치 염공은, 상기 린 염공 절곡부에 대응되도록 상기 린 염공 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 리치 염공 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 리치 염공 돌출부의 양측에 마련되고, 상기 린 염공 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 염공 수평부를 구비하고,
상기 복수 개의 린 플레이트들은, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 절곡된 적어도 하나의 린 플레이트 절곡부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 린 플레이트 절곡부의 양측으로부터 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 플레이트 수평부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 리치 플레이트는, 상기 린 플레이트 절곡부에 대응되도록 상기 린 플레이트 절곡부를 향해 돌출된 적어도 하나의 제1 및 제2 리치 플레이트 돌출부와, 상기 길이 방향에 평행한 방향을 기준으로 상기 제1 및 제2 리치 플레이트 돌출부의 양측으로부터 상기 린 플레이트 수평부에 대응되도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 제1 및 제2 리치 플레이트 수평부를 포함하며,
적어도 하나의 제1 리치 플레이트 수평부의 임의의 지점에서 제2 리치 플레이트 수평부를 향해 그은 수선의 길이는, 인접하는 제1 리치 플레이트 돌출부의 임의의 지점에서 제2 리치 플레이트 돌출부를 향해 그은 수선의 길이와 실질적으로 동일하게 설계되고,
상기 리치 염공은, 어느 하나의 리치 염공 수평부로부터, 인접하는 리치 염공 돌출부를 지나, 다른 리치 염공 수평부까지 연통되도록 형성된 영역인 연통 영역을 포함하는, 염공부 구조.