WO2020004829A1 - 연소장치의 염공부 구조 - Google Patents

연소장치의 염공부 구조 Download PDF

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WO2020004829A1
WO2020004829A1 PCT/KR2019/006883 KR2019006883W WO2020004829A1 WO 2020004829 A1 WO2020004829 A1 WO 2020004829A1 KR 2019006883 W KR2019006883 W KR 2019006883W WO 2020004829 A1 WO2020004829 A1 WO 2020004829A1
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rich
lean
salt
plate
plates
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PCT/KR2019/006883
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English (en)
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박준규
남상현
임현묵
임휘준
Original Assignee
주식회사 경동나비엔
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Publication date
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Priority to AU2019292250A priority patent/AU2019292250B2/en
Priority to CN201980044100.5A priority patent/CN112352128B/zh
Priority to EP19826402.0A priority patent/EP3816514A4/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/26—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid with provision for a retention flame
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/74—Preventing flame lift-off

Definitions

  • the present invention relates to a salt spray structure of a combustion apparatus. More specifically, the present invention relates to a salt hole structure of a combustion device having a plurality of salt holes for forming a flame.
  • the gas combustion device refers to a device that generates heat by burning a supplied fuel gas.
  • NOx nitrogen oxide
  • the gas combustion device refers to a device that generates heat by burning a supplied fuel gas.
  • NOx nitrogen oxide
  • NOx is not only a cause of acid rain, but is regulated as a major air pollutant such as irritating eyes and respiratory organs and killing plants.
  • Using a mixer with a relatively low proportion of fuel in the combustor hereinafter referred to as lean gas
  • lean gas can reduce NOx emissions.However, lean gas results in lower combustion speed and weaker combustion stability. ), There is a problem that the emission of.
  • a lean-rich burner is a burner configured such that the rich flame is positioned at an appropriate position around the lean flame.
  • the rich flame refers to a flame generated when burning a mixer having a relatively high proportion of fuel (hereinafter referred to as rich gas).
  • rich gas a relatively high proportion of fuel
  • the tertiary flame is formed while the unburned fuel of the rich flame reacts with the excess air of the lean flame, thereby enhancing the combustion stability of the lean flame. This effect is called the flame stabilizing effect.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a salt structure of a conventional lean-rich burner.
  • the hatched marks indicate the flames.
  • the conventional salt hole structure has rich salt holes 2 and 3 for ejecting the rich gas around the lean salt hole 1 for ejecting the lean gas.
  • the lifting phenomenon refers to a phenomenon in which the blowing speed of the fuel gas is faster than the burning speed of the fuel gas, so that the flame rises upward from the flame hole. Lifting occurred flame was unstable easily turned off, there was a problem that a large amount of carbon monoxide is generated.
  • the present invention is to solve at least one of the above problems, by providing a lean flame and rich flame stably, providing a flame structure of the combustion apparatus that can enhance the flame effect while reducing the emission of NOx. It is.
  • the salt hole structure of the combustion apparatus is provided with a plurality of salt holes for forming a flame, the salt holes for the lean gas is ejected, arranged along the width direction which is a direction perpendicular to the ejection direction of the lean gas
  • a lean salt hole having a plurality of lean salt holes A salt hole for ejecting a rich gas, comprising a rich salt hole having a pair of rich salt holes provided on both sides of the lean salt hole on the basis of the width direction, and the lean salt hole being in the width direction of the lean salt hole.
  • region formed uniformly along the longitudinal direction which is a direction perpendicular to a blowing direction and the width direction, and is provided in the both sides along the longitudinal direction of a 1st area
  • a second region narrower than the region is provided, and the lean salt portion and the rich salt portion are provided to be in close contact with each other at least in part of the second region.
  • the lean salt hole further includes a plurality of lean plates facing each other along the width direction and spaced apart from each other, and the lean salt holes are formed in spaced spaces between the lean plates, and the rich salt balls are formed.
  • the rich salt holes may be formed in spaced spaces between the rich plates.
  • the plurality of lean plates may include a refracted portion refracted toward the center of the lean salt portion along the width direction and parallel to the longitudinal direction at both ends along the longitudinal direction of the refracted portion to form a second region.
  • a lean plate horizontal portion extending along a direction, wherein the plurality of rich plates extends along a direction parallel to the length direction at both ends along the length direction of the protrusion and a protrusion protruding toward the bend portion so as to correspond to the deflection portion. It may include a rich plate horizontal portion.
  • the protrusion of the first rich plate positioned in the innermost side of the plurality of rich plates with respect to the width direction may include the protrusion of the first lean plate positioned outermost with respect to the width direction among the plurality of lean plates. It may be in close contact with at least a portion of the refraction portion.
  • the protrusions of the first rich plate may include a first inclined surface and a second inclined surface formed to be inclined toward each other in the width direction of the lean salt hole from each of the adjacent rich plate horizontal portions, and the first inclined surface and the second inclined surface.
  • a first horizontal plane extending in a direction parallel to the longitudinal direction so as to connect the ends of each other, wherein the refractions of the first lean plate are directed toward the center along the width direction of the lean salt hole from each adjacent lean plate horizontal part;
  • a third inclined surface and a fourth inclined surface formed to be inclined, and a second horizontal surface extending in the longitudinal direction to connect the ends of the third and fourth inclined surfaces to each other, and the first horizontal surface may be in close contact with the second horizontal surface.
  • the protrusion of the first rich plate positioned in the innermost side of the plurality of rich plates with respect to the width direction may include the protrusion of the first lean plate positioned outermost with respect to the width direction among the plurality of lean plates. It may be in close contact with all of the refractive portions.
  • the protrusions of the first rich plate may include a first inclined surface and a second inclined surface formed to be inclined toward each other in the width direction of the lean salt hole from each of the adjacent rich plate horizontal portions, and the first inclined surface and the second inclined surface.
  • a third horizontal plane extending in the longitudinal direction to connect the ends of the first and second refraction portions of the first lean plate, the third lean portion being inclined toward the center along the width direction of the lean salt hole from each of the adjacent lean plate horizontal portions;
  • An inclined surface and a fourth inclined surface, and a second horizontal surface extending in the longitudinal direction to connect the ends of the third inclined surface and the fourth inclined surface to each other, wherein the first inclined surface is in close contact with the third inclined surface, and the second inclined surface is fourth In close contact with the inclined surface, the first horizontal surface may be in close contact with the second horizontal surface.
  • the plurality of rich plates may be any size having the same size in an area extending from at least one rich plate horizontal part to a protrusion of an adjacent rich plate and to another rich plate horizontal part.
  • the sum of the amounts of heat transferred to the pair of rich plates forming each reference region in the creation of the flame by the rich gas can be designed to be substantially equal.
  • the plurality of rich plates can be designed such that the sum of the top lengths of the pair of rich plates forming each reference area between any reference areas of the same size is substantially equal.
  • the first lean plate is formed between the first lean plate of the plurality of lean plates on the outermost side relative to the width direction, and the first lean plate located on the innermost side of the plurality of lean plates relative to the width direction And a compartment in which lean gas and rich gas are not ejected.
  • the lean salt portion and the rich salt portion are brought into close contact with each other in at least a part of the second region where the width of the lean salt hole is relatively narrower, so that the rich flame can preserve the instability of the lean flame in the second region.
  • 1 is a plan view schematically showing a salt structure of a conventional lean-rich burners.
  • FIG. 2 is a conceptual view showing a cross section of the salt structure to explain the lifting phenomenon.
  • Figure 3 is a plan view showing a salt structure according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a plan view showing a salt structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of region T of FIG. 3 or FIG. 4.
  • Figure 6 is a perspective view showing a salt structure according to a modification of another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing a salt structure according to a modification of another embodiment of the present invention.
  • the inventors of the present invention have found the cause of the lifting phenomenon in areas A and B of FIG. 1.
  • One of the causes is that the combustion rate is slowed as some of the heat generated when burning the fuel gas is transferred to the outside. More specifically with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a conceptual view showing a cross section of the salt structure to explain the lifting phenomenon.
  • the rich flame f occurs around the salt hole wall 8 forming the rich salt hole 7.
  • the combustion rate is slowed, and the blowing rate of the rich gas is faster than that of the rich gas. Therefore, the problem that the rich flame (f) rises from the rich flame hole (7), and soon extinguished.
  • the width of the lean salt hole 10 is narrowed so that the area of the salt hole wall in contact with the lean flame is widened, and the rich salt hole 2 and the rich salt hole 3 are disconnected from each other.
  • the amount of heat transferred to the salt hole wall per unit calorific value of the lean / rich gas is relatively large compared to other areas, there may be a problem in that lifting phenomenon occurs easily in the A and B areas.
  • the inventors of the present invention have derived a flame structure of the combustion device as follows to solve such a problem.
  • Figure 3 is a plan view showing a salt structure according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a plan view showing a salt structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of region T of FIG. 3 or FIG. 4.
  • the salt hole structure of the combustion device having a plurality of salt holes for forming a flame according to an embodiment of the present invention.
  • Salt salt structure according to an embodiment of the present invention includes a lean salt portion 10 and the rich salt portion 20.
  • the lean salt hole 10 includes a plurality of lean salt holes 11 for ejecting lean gas.
  • the plurality of lean salt holes 11 are arranged along the width direction y, which is a direction perpendicular to the blowing direction z of the lean gas.
  • the number of lean salt holes 11 is not particularly limited.
  • the rich salt hole 20 includes a pair of rich salt holes 21 for ejecting the rich gas.
  • the pair of rich salt holes 21 are provided on both sides of the lean salt hole 10 on the basis of the width direction y.
  • the lean gas ejected from the lean salt holes 11 is burned to form a lean flame
  • the rich gas ejected from the rich salt holes 21 is burned to form a rich flame.
  • the pair of rich salt holes 21 are provided at both sides of the lean salt hole 10 to surround the lean salt holes 11, the flame effect may occur while the lean flame and the rich flame heat exchange with each other.
  • the lean salt hole 10 includes a first region 10b and a second region 10a.
  • region 10b is the area
  • the constant means a certain degree of bringing substantially the same action in the art even though the numerical value is somewhat different.
  • region 10a is provided in the both sides along the longitudinal direction x of the 1st area
  • a small area. 3 and 4 show a part of the salt-welded structure, the first regions 10b provided on both sides with the second region 10a interposed therebetween, but the first region 10b is not shown.
  • the second region 10a may also be provided on one side not provided.
  • the lean salt portion 10 and the rich salt portion 20 is designed to effectively generate the flame effect between the lean flame and the rich flame.
  • the lean salt hole 10 and the rich salt hole 20 are provided to be in close contact with each other in at least a part of the second region 10a.
  • the lean flame may be unstable due to the lifting effect in the second region 10a having a relatively narrow interval along the width direction y of the lean salt hole 11.
  • the lean salt hole 10 and the rich salt hole 20 are provided to be in close contact with each other in at least a part of the second region 10 a, the distance between the lean flame and the rich flame generated in the second region 10 a becomes narrow. Therefore, it is possible to make the rich flame preserve the instability of the lean flame. As a result, the staining effect can be stably generated in the second region 10a.
  • the lean salt hole 10 may further include a plurality of lean plates 110 for forming the lean salt hole 11, and the rich salt hole 20 may have a plurality of lean salt holes 21. Rich plate 120 may be further provided.
  • the plurality of lean plates 110 may be disposed to face each other along the width direction y and to be spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the lean salt holes 11 may be formed in spaced spaces between the lean plates 110.
  • the plurality of rich plates 120 may be disposed to face each other along the width direction y and be spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the rich salt holes 21 may be formed in spaced spaces between the rich plates 120.
  • the plurality of lean plates 110 may include a refraction portion 110a and a lean plate horizontal portion 110b.
  • the refracting part 110a refers to a part refracted toward the center of the lean salt hole 10 along the width direction y to form the second region 10a.
  • the lean plate horizontal portion 110b refers to a portion extending along a direction parallel to the longitudinal direction x at both ends of the refracting portion 110a along the longitudinal direction x.
  • the plurality of rich plates 120 may include a protrusion 120a and a rich plate horizontal part 120b.
  • the protruding portion 120a refers to a portion protruding toward the refracting portion 110a to correspond to the refracting portion 110a.
  • the rich plate horizontal portion 120b refers to a portion extending in a direction parallel to the longitudinal direction (x) at both ends along the longitudinal direction (x) of the protrusion (120a).
  • FIGS. 3 and 4 show a part of the salt spray structure, so that both ends of the salt spray structure in the longitudinal direction (x) are not shown, but both ends of the salt spray structure have a refractive portion ( 110a) and the protrusion 120a may be finished.
  • the rich plate 120 positioned at the innermost side of the plurality of rich plates 120 based on the width direction y is referred to as a first rich plate 121, and a width direction among the plurality of lean plates 110 is defined.
  • the lean plate 110 positioned at the outermost side based on (y) is referred to as the first lean plate 111
  • the protrusion 121a of the first rich plate 121 is formed of the first lean plate 111. It may be in close contact with at least a portion of the refracting portion 111a.
  • the protrusion 121a of the first rich plate 121 is in close contact with at least a portion of the refracting portion 111a of the first lean plate 111, the lean salt hole 10 and the rich salt hole 20 are formed. At least a portion of the two regions 10a may be provided to be in close contact with each other.
  • the first rich plate 121 protruding portion 121a may include a first inclined surface 121a1, a second inclined surface 121a2, and a first horizontal surface 121a3.
  • the first inclined surface 121a1 and the second inclined surface 121a2 refer to surfaces formed to be inclined toward the center along the width direction y of the lean salt hole 10 from each of the adjacent rich plate horizontal portions 120b.
  • the first horizontal surface 121a3 refers to a surface extending along a direction parallel to the longitudinal direction x to connect the ends of the first inclined surface 121a1 and the second inclined surface 121a2 with each other.
  • the first lean plate 111 refraction portion 111a may include a third inclined surface 111a1, a fourth inclined surface 111a2, and a second horizontal surface 111a3.
  • the third inclined surface 111a1 and the fourth inclined surface 111a2 refer to surfaces formed to be inclined toward the center along the width direction y of the lean salt hole 10 from each of the adjacent lean plate horizontal portions 110b.
  • the second horizontal surface 111a3 refers to a surface extending along a direction parallel to the longitudinal direction x to connect the ends of the third inclined surface 111a1 and the fourth inclined surface 111a2 with each other.
  • the first horizontal surface 121a3 is formed as shown in FIG. 3. 2 may be in close contact with the horizontal plane (111a3).
  • the first inclined surface 121a1 may be provided to be spaced apart from the third inclined surface 111a1, and the second inclined surface 121a2 may be provided to be spaced apart from the fourth inclined surface 111a2.
  • the lean salt hole 11 becomes narrower as it approaches the second horizontal plane 111a3. Accordingly, the lean flame also becomes weaker and unstable as it approaches the second horizontal plane 111a3. However, the distance between the lean soft hole 11 and the rich salt hole 21 becomes shorter as it approaches the second horizontal plane 111a3. As a result, the rich flame can more closely serve the lean flame, thereby improving the stability of the lean flame.
  • the first inclined surface 121a in order for the protrusion 121a of the first rich plate 121 to come into close contact with all of the refraction portions 111a of the first lean plate 111, as illustrated in FIG. 4, the first inclined surface 121a1. May be in close contact with the third inclined surface 111a1, the second inclined surface 121a2 may be in close contact with the fourth inclined surface 111a2, and the first horizontal surface 121a3 may be in close contact with the second horizontal surface 111a3. Accordingly, the lean flame in which the rich flame is unstable in all of the second regions 10a can be preserved, and the overall flame retardant effect can be further improved.
  • the plurality of rich plates 120 extend from at least one of the rich plate horizontal parts 120b to the horizontal parts of the other rich plate 120 through the protrusions 120a of the adjacent rich plate 120.
  • the sum of the amounts of heat transferred to the pair of rich plates 120 forming each reference region in the generation of a flame by the rich gas is substantially equal. Can be designed.
  • the reference region S means a region defined at the upper end of the rich salt hole 21 by the first line I, the second line II, and the pair of rich plates 120.
  • the first and second lines I, II are any imaginary lines across the rich salt holes 21, and the rich plate 120 is the rich salt holes 21 between the first and second lines I, II. May form part of
  • an arbitrary reference region may be defined in the rich salt hole 21.
  • a reference area S 'defined by two lines II' and a pair of reach plates 120 ' may be defined.
  • the rich salt hole 21 is the sum of the amount of heat transferred to the pair of rich plates 120 or 120 'between each reference region when the size of the reference region S and the reference region S' is the same. And in each reference region a region designed such that the combustion rate of the rich gas is substantially the same.
  • the rich salt holes 21 have a pair of rich in the reference region S at the time of generation of the flame by the rich gas when the arbitrary reference region S and the size of the reference region S 'are the same. It includes a region designed such that the sum Q of heat transferred to the plate 120 and the sum Q 'transferred to the pair of rich plates 120' in the reference region S 'are substantially the same. .
  • the entire designed region may have substantially the same flame retardation effect. Therefore, the salt spray structure according to the present invention, while reducing the emission of NOx, the stability of the combustion can be enhanced so that the flame effect can be uniformly generated. And all regions of the rich salt hole 21 can be designed in this way.
  • the sum of the top lengths of the pair of rich plates forming each reference region is substantially the same between any reference regions having the same size. It may be designed to. That is, in FIG. 5, the sum of the lengths of the pair of rich plates 120 forming the reference area S and the length of the pairs of plates 120 'forming the reference area S' It can be designed to be substantially the same. Thus, if the sum of lengths is the same, it can be regarded that the area of the salt hole wall through which heat is transmitted is the same.
  • the difference between the sum of the top lengths of the pair of rich plates 120 forming the reference area S and the top length of the pair of rich plates 120 'forming the reference area S' is different.
  • the sum of the top lengths of the pair of rich plates, each of which forms the reference region may be substantially the same.
  • the actual length of the manufactured rich plate may have a tolerance with the design length. Even if there is a difference in the sum of the top lengths of the pair of rich plates forming each reference region, the length of the produced rich plate may not exceed the tolerance within the manufacturing tolerance. It can be said that the sum of the top lengths of the pair of reach plates forming the reference area is substantially the same.
  • the limit conditions under which the lifting takes place are substantially the same, and it can be considered that an equal flame effect appears.
  • the numerical value of 15% is not an example itself has a special meaning, it is an example for showing the range of tolerance levels that occur during manufacturing.
  • the amount of heat transferred to the respective rich plates is the same. You can also adjust their thickness, material, etc.
  • the salt spray structure according to the present invention may further include a partition 30.
  • the partition 30 is provided between the lean salt hole 10 and the rich salt hole 20, and means a portion where lean gas and rich gas are not ejected.
  • the partition unit 30 may be designed such that the lean flame and the rich flame are formed with appropriate intervals therebetween so that the flame effect is most effectively exhibited.
  • the partition portion 30 may not exist, and the horizontal portion of the first rich plate 121 and the first lean plate 111 may be separated. Between the horizontal portions, the width along the width direction y of the width of the partition 30, that is, the horizontal portion of the first rich plate 121 and the horizontal portion of the first lean plate 111, is determined by the length direction x. It is formed along the constant, so that the lean flame and the rich flame can be formed at even intervals.
  • the rich salt holes 21 can be narrowly formed, but the distribution of the flame is sensitive to the tolerance of the width of the rich salt holes 21 due to the assembly. That is, when assembling the burner, it is necessary to control the width of the rich flame hole 21 very accurately.
  • FIGS. 6 and 7 a space maintaining part 123 included in a salt spray structure according to a modification of another embodiment of the present invention will be described.
  • the gap maintaining part 123 is a structure introduced to maintain the width of the rich salt hole 21.
  • Figure 6 is a perspective view showing a salt structure according to a modification of another embodiment of the present invention.
  • 7 is a plan view showing a salt structure according to a modification of another embodiment of the present invention.
  • the rich salt portion 20 of the salt portion structure includes a spacing portion 123.
  • the gap holding unit 123 is disposed in the rich salt holes 21 so that the interval along the width direction of the rich salt holes 21 is kept constant in a region corresponding to the first region among the areas of the rich salt holes 21. Component.
  • a plurality of rich plates 120 may be disposed to form the rich salt holes 21.
  • the first rich plate 121 may be disposed at the innermost side and the second rich plate 122 at the outermost side of the plurality of rich plates 120. 121 and 122 may be adjacent to each other.
  • Rich salt holes 21 may be formed between the first rich plate 121 and the second rich plate 122.
  • the gap maintaining part 123 may be disposed in the rich salt holes 21 to contact the adjacent rich plates 120 forming the rich salt holes 21.
  • the spacing of the rich plates 120 adjacent to each other in the width direction is equal to the width of the spacing members 123. Maintain size Even though the rich plates 120 adjacent to each other are to be assembled closer to the width of the gap holding part 123, the gap holding parts 123 in contact with each of the rich plate 120 are not compressed in the width direction. The rich plates 120 adjacent to each other below the width of the gap maintaining part 123 may not approach each other.
  • variety of the rich flame hole 21 can be controlled within a predetermined error range.
  • the second reach plate 122 may also include a second reach plate protrusion 122a and a second reach plate horizontal portion 122b. These correspond to the reach plate protrusions 120a in FIG. 4 and the reach plate horizontal portions 120b in FIG. 4 described in the description of FIG. 4. Among these, the space
  • the gap holding part 123 protrudes from the second rich plate horizontal part 122b and contacts the first rich plate horizontal part 121b, the gap holding part 123 and the first rich plate 121, which are adjacent rich plates 120, In contact with the horizontal portions 121b and 122b of the second rich plate 122.
  • the gap holding part 123 may protrude outward from the first rich plate horizontal part 121b in the width direction and may contact the second rich plate horizontal part 122b.
  • the gap maintaining part 123 may be formed like an emboss by pressing the reach plate 120. Therefore, in the cross section which cut
  • the gap holding part may include a first gap holding unit (not shown) protruding outwardly from the first rich plate horizontal part 121b toward the second rich plate horizontal part 122b in the width direction.
  • the second gap maintaining unit (not shown) may protrude inwards from the second rich plate horizontal part 122b toward the first rich plate horizontal part 121b.
  • the first spacing unit and the second spacing unit may be in contact with each other, and as a result, the spacing may be in contact with the first rich plate 121 and the second rich plate 122.
  • the gap maintaining part 123 may be spaced apart from the end of the rich plate 120 based on the ejection direction in a direction opposite to the ejection direction.
  • the position where the space keeping part 123 is located on the rich plate 120 with respect to the ejection direction can be suitably modified according to the kind of burner.
  • the rich salt hole 21 is located on the downstream side of the gap maintaining part 123 based on the ejection direction, and is formed with a downstream rich salt ball formed so that the rich gas branched by the gap maintaining part 123 can be collected and ejected ( 211 and an upstream rich salt hole 212 positioned upstream of the gap maintaining part 123.
  • the downstream rich salt holes 211 are formed between the second rich plate downstream horizontal portion 122b1 and the first rich plate horizontal portion 121b located on the downstream side of the gap holding part 123, and the upstream rich salt holes are formed.
  • 212 may be formed between the second rich plate upstream side portion 122b2 and the first rich plate horizontal portion 121b positioned upstream of the gap holding unit 123.
  • Rich gas flowing in the upstream rich salt hole 212 along the ejection direction is branched from each other by the gap holding unit 123.
  • the branched rich gas flows to the periphery of the space maintaining part 123 and again meets the downstream rich salt hole 211.
  • any rich flame not separated may be formed in the rich salt holes 21. Therefore, the stability of the rich flame can be increased.
  • the gap holding unit 123 may be formed such that the width in the ejecting direction is larger than the width in the longitudinal direction. Therefore, while minimizing the reduction in the cross-sectional area of the rich salt hole 21 through which the rich gas flows, the area of the gap maintaining part 123 can be sufficiently secured. Accordingly, the gap maintaining part 123 stably supports the adjacent rich plates 120 to maintain the gap between the rich plates 120.
  • constant does not mean that it is numerically constant, but it means a degree of uniformity that can bring substantially the same effect in the art.

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Abstract

화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조는, 린(lean) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 린 가스의 분출 방향에 수직한 방향인 폭 방향을 따라 나열된 다수 개의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 리치(rich) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 폭 방향을 기준으로 린 염공부의 양측에 마련된 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고, 린 염공부는, 린 염공의 폭 방향에 따른 간격이, 분출 방향 및 폭 방향에 수직한 방향인 길이 방향을 따라 일정하게 형성된 제1 영역과, 제1 영역의 길이 방향에 따른 양측에 마련되고, 린 염공의 폭 방향에 따른 간격이 제1 영역보다 좁은 제2 영역을 구비하며, 린 염공부와 리치 염공부는, 제2 영역의 적어도 일부에서 서로 밀착되게 마련된다.

Description

연소장치의 염공부 구조
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 혼합기(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 혼합기(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.
도 1은 종래의 린-리치 버너의 염공부 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 1에서 빗금 표시는 화염을 나타낸다. 종래의 염공부 구조는, 도 1 에 도시된 것과 같이, 린 가스가 분출되기 위한 린 염공(1) 주위에 리치 가스가 분출되기 위한 리치 염공(2, 3)을 구비하였다.
그러나 도 1 에 도시된 것과 같은 염공부 구조에 따르면, 린 염공(1)의 개수가 많아질수록, 특히 린 염공(1)의 폭이 좁아지는 A 영역에서 린 화염에 리프팅 현상이 발생하여 화염 안정성이 현저하게 떨어지는 문제가 있었다. 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 있었다.
또한, 도 1의 B 영역과 같이 리치 염공(2, 3)의 폭이 일정하지 않고, 리치 염공들(2, 3) 사이에 단절된 부분이 존재하는 경우에도, 화염에 리프팅 현상이 발생하여 화염이 불안정해지는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제들 중 적어도 어느 하나를 해결하기 위한 것으로, 린 화염과 리치 화염이 안정적으로 유지되도록 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 폭 방향을 따라 나열된 다수 개의 린 염공을 구비하는 린 염공부; 리치(rich) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 폭 방향을 기준으로 린 염공부의 양측에 마련된 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고, 린 염공부는, 린 염공의 폭 방향에 따른 간격이, 분출 방향 및 폭 방향에 수직한 방향인 길이 방향을 따라 일정하게 형성된 제1 영역과, 제1 영역의 길이 방향에 따른 양측에 마련되고, 린 염공의 폭 방향에 따른 간격이 제1 영역보다 좁은 제2 영역을 구비하며, 린 염공부와 리치 염공부는, 제2 영역의 적어도 일부에서 서로 밀착되게 마련된다.
다른 예에서, 린 염공부는, 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 린 플레이트들을 더 구비하고, 린 염공은, 린 플레이트들 사이의 이격된 공간에 형성되며, 리치 염공부는, 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 리치 플레이트들을 더 구비하고, 리치 염공은, 리치 플레이트들 사이의 이격된 공간에 형성될 수 있다.
또 다른 예에서, 복수 개의 린 플레이트들은, 제2 영역을 형성하기 위해, 폭 방향에 따른 린 염공부의 중심을 향해 굴절된 굴절부와, 굴절부의 길이 방향에 따른 양측 말단에서 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 플레이트 수평부를 포함하고, 복수 개의 리치 플레이트들은, 굴절부에 대응되도록 굴절부를 향해 돌출된 돌출부와, 돌출부의 길이 방향에 따른 양측 말단에서 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 플레이트 수평부를 포함할 수 있다.
또 다른 예에서, 복수 개의 리치 플레이트들 중 폭 방향을 기준으로 최내측에 위치하는 제1 리치 플레이트의 돌출부는, 복수 개의 린 플레이트들 중 폭 방향을 기준으로 최외측에 위치하는 제1 린 플레이트의 굴절부의 적어도 일부와 밀착될 수 있다.
또 다른 예에서, 제1 리치 플레이트의 돌출부는, 인접하는 리치 플레이트 수평부 각각으로부터 린 염공부의 폭 방향에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 제1 경사면 및 제2 경사면과, 제1 경사면 및 제2 경사면의 말단을 서로 연결하도록 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 제1 수평면을 구비하고, 제1 린 플레이트의 굴절부는, 인접하는 린 플레이트 수평부 각각으로부터 린 염공부의 폭 방향에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 제3 경사면 및 제4 경사면과, 제3 경사면 및 제4 경사면의 말단을 서로 연결하도록 길이 방향을 따라 연장된 제2 수평면을 구비하며, 제1 수평면은, 제2 수평면과 밀착될 수 있다.
또 다른 예에서, 복수 개의 리치 플레이트들 중 폭 방향을 기준으로 최내측에 위치하는 제1 리치 플레이트의 돌출부는, 복수 개의 린 플레이트들 중 폭 방향을 기준으로 최외측에 위치하는 제1 린 플레이트의 굴절부의 전부와 밀착될 수 있다.
또 다른 예에서, 제1 리치 플레이트의 돌출부는, 인접하는 리치 플레이트 수평부 각각으로부터 린 염공부의 폭 방향에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 제1 경사면 및 제2 경사면과, 제1 경사면 및 제2 경사면의 말단을 서로 연결하도록 길이 방향을 따라 연장된 제1 수평면을 구비하고, 제1 린 플레이트의 굴절부는, 인접하는 린 플레이트 수평부 각각으로부터 린 염공부의 폭 방향에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 제3 경사면 및 제4 경사면과, 제3 경사면 및 제4 경사면의 말단을 서로 연결하도록 길이 방향을 따라 연장된 제2 수평면을 구비하며, 제1 경사면은 제3 경사면과 밀착되고, 제2 경사면은 제4 경사면과 밀착되며, 제1 수평면은 제2 수평면과 밀착될 수 있다.
또 다른 예에서, 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 제1 및 제2 라인 사이에서 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트에 의해, 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때, 복수 개의 리치 플레이트들은, 적어도 어느 하나의 리치 플레이트 수평부로부터, 인접하는 리치 플레이트의 돌출부를 지나, 다른 리치 플레이트 수평부에 이르는 영역에 있어서, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다.
또 다른 예에서, 복수 개의 리치 플레이트들은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트의 상단 길이의 합이 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다.
또 다른 예에서, 복수 개의 린 플레이트들 중 폭 방향을 기준으로 최외측에 위치하는 제1 린 플레이트와, 복수 개의 리치 플레이트들 중 폭 방향을 기준으로 최내측에 위치하는 제1 리치 플레이트 사이에 형성되고, 린 가스 및 리치 가스가 분출되지 않는 구획부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 린 염공부와 리치 염공부가, 린 염공의 폭이 상대적으로 더 좁은 제2 영역의 적어도 일부에서 서로 밀착되게 함으로써, 제2 영역에서 린 화염의 불안정성을 리치 화염이 보전하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 린 염공 및 리치 염공의 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 일 실시예에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 3 또는 도 4의 T 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 염공부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다.
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, B 영역의 경우에도, 린 염공(10)의 폭이 좁아져 린 화염과 접촉하는 염공벽의 면적이 넓어지는 부분 및 리치 염공(2)과 리치 염공(3)이 서로 단절된 부분에서는 린/리치 가스의 단위 발열량당 염공벽으로 전달되는 열량이 다른 영역에 비해 상대적으로 크기 때문에, A, 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.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다. 도 5는 도 3 또는 도 4의 T 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 염공부 구조는 린 염공부(10)와 리치 염공부(20)를 포함한다.
린 염공부(10)는 린 가스가 분출되기 위한 다수 개의 린 염공(11)을 구비한다. 다수 개의 린 염공(11)은 린 가스의 분출 방향(z)에 수직한 방향인 폭 방향(y)을 따라 나열된다. 린 염공(11)의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
리치 염공부(20)는 리치 가스가 분출되기 위한 한 쌍의 리치 염공(21)을 구비한다. 한 쌍의 리치 염공(21)은 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 한 쌍의 리치 염공(21)은 린 염공부(10)의 양측에 마련되어 린 염공(11)을 둘러싸고 있으므로, 린 화염과 리치 화염이 서로 열교환하면서 보염효과가 발생할 수 있다.
린 염공부(10)는 제1 영역(10b)과 제2 영역(10a)을 구비한다. 제1 영역(10b)은 린 염공(11)의 폭 방향(y)에 따른 간격이, 분출 방향(z) 및 폭 방향(y)에 수직한 방향인 길이 방향(x)을 따라 일정하게 형성된 영역을 말한다. 여기서 일정하다는 것은 수치상으로는 다소 차이가 있더라도 본 기술분야에서 실질적으로 동일한 작용을 가져오는 정도의 일정성을 의미한다. 그리고 제2 영역(10a)은, 제1 영역(10b)의 길이 방향(x)에 따른 양측에 마련되고, 린 염공(11)의 폭 방향(y)에 따른 간격이 제1 영역(10b)보다 좁은 영역을 말한다. 도 3 및 도 4는 염공부 구조의 일부분을 도시하고 있으므로, 제2 영역(10a)을 사이에 두고 양측에 마련된 제1 영역(10b)들이 도시되어 있으나, 제1 영역(10b)의 도시되어 있지 않은 일측에도 제2 영역(10a)이 마련되어 있을 수 있다.
이때 린 염공부(10)와 리치 염공부(20)는, 린 화염과 리치 화염 사이의 보염효과가 효과적으로 발생하도록 설계된다. 예를 들어, 린 염공부(10)와 리치 염공부(20)는, 제2 영역(10a)의 적어도 일부에서 서로 밀착되게 마련된다.
전술한 바와 같이, 린 염공(11)의 폭 방향(y)에 따른 간격이 상대적으로 좁은 제2 영역(10a)에서는 리프팅 효과로 인해 린 화염이 불안정할 수 있다. 그러나 제2 영역(10a)의 적어도 일부에서 린 염공부(10)와 리치 염공부(20)가 밀착되게 마련됨으로써, 제2 영역(10a)에서 발생하는 린 화염과 리치 화염 사이의 거리가 좁아지기 때문에, 린 화염의 불안정성을 리치 화염이 보전하도록 할 수 있다. 결과적으로 제2 영역(10a)에서도 보염효과가 안정적으로 발생하도록 할 수 있다.
한편, 린 염공부(10)는 린 염공(11)을 형성하기 위한 복수 개의 린 플레이트(110)들을 더 구비할 수 있고, 리치 염공부(20)는 리치 염공(21)을 형성하기 위한 복수 개의 리치 플레이트(120)들을 더 구비할 수 있다.
복수 개의 린 플레이트(110)들은 폭 방향(y)을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다. 그리고 린 염공(11)은 린 플레이트(110)들 사이의 이격된 공간에 형성될 수 있다. 마찬가지로, 복수 개의 리치 플레이트(120)들은 폭 방향(y)을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다. 그리고 리치 염공(21)은 리치 플레이트(120)들 사이의 이격된 공간에 형성될 수 있다.
이때, 복수 개의 린 플레이트(110)들은, 굴절부(110a) 및 린 플레이트 수평부(110b)를 포함할 수 있다. 굴절부(110a)는 제2 영역(10a)을 형성하기 위해, 폭 방향(y)에 따른 린 염공부(10)의 중심을 향해 굴절된 부분을 말한다. 그리고 린 플레이트 수평부(110b)는 굴절부(110a)의 길이 방향(x)에 따른 양측 말단에서 길이 방향(x)에 평행한 방향을 따라 연장된 부분을 말한다.
또한, 복수 개의 리치 플레이트(120)들은, 돌출부(120a) 및 리치 플레이트 수평부(120b)를 포함할 수 있다. 돌출부(120a)는 굴절부(110a)에 대응되도록 굴절부(110a)를 향해 돌출된 부분을 말한다. 그리고 리치 플레이트 수평부(120b)는 돌출부(120a)의 길이 방향(x)에 따른 양측 말단에서 길이 방향(x)에 평행한 방향을 따라 연장된 부분을 말한다.
전술한 바와 같이, 도 3 및 도 4는 염공부 구조의 일부분을 도시하고 있으므로, 염공부 구조의 길이 방향(x)에 따른 양측 말단이 도시되어 있지 않으나, 염공부 구조의 양측 말단은 굴절부(110a) 및 돌출부(120a)에 의해 마무리 가공되어 있을 수 있다.
그리고 복수 개의 리치 플레이트(120)들 중 폭 방향(y)을 기준으로 최내측에 위치하는 리치 플레이트(120)를 제1 리치 플레이트(121)라고 하고, 복수 개의 린 플레이트(110)들 중 폭 방향(y)을 기준으로 최외측에 위치하는 린 플레이트(110)를 제1 린 플레이트(111)라고 할 때, 제1 리치 플레이트(121)의 돌출부(121a)는, 제1 린 플레이트(111)의 굴절부(111a)의 적어도 일부와 밀착될 수 있다. 즉, 제1 리치 플레이트(121)의 돌출부(121a)가 제1 린 플레이트(111)의 굴절부(111a)의 적어도 일부와 밀착됨으로써, 린 염공부(10)와 리치 염공부(20)가 제2 영역(10a)의 적어도 일부에서 서로 밀착되게 마련될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
제1 리치 플레이트(121) 돌출부(121a)는, 제1 경사면(121a1), 제2 경사면(121a2) 및 제1 수평면(121a3)을 구비할 수 있다. 제1 경사면(121a1) 및 제2 경사면(121a2)은, 인접하는 리치 플레이트 수평부(120b) 각각으로부터 린 염공부(10)의 폭 방향(y)에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 면을 말하고, 제1 수평면(121a3)은 제1 경사면(121a1) 및 제2 경사면(121a2)의 말단을 서로 연결하도록 길이 방향(x)에 평행한 방향을 따라 연장된 면을 말한다.
제1 린 플레이트(111) 굴절부(111a)는, 제3 경사면(111a1), 제4 경사면(111a2) 및 제2 수평면(111a3)을 구비할 수 있다. 제3 경사면(111a1) 및 제4 경사면(111a2)은, 인접하는 린 플레이트 수평부(110b) 각각으로부터 린 염공부(10)의 폭 방향(y)에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 면을 말하고, 제2 수평면(111a3)은 제3 경사면(111a1) 및 제4 경사면(111a2)의 말단을 서로 연결하도록 길이 방향(x)에 평행한 방향을 따라 연장된 면을 말한다.
제1 리치 플레이트(121)의 돌출부(121a)가 제1 린 플레이트(111)의 굴절부(111a)의 적어도 일부와 밀착되게 하기 위해서, 도 3에 도시된 것과 같이 제1 수평면(121a3)이 제2 수평면(111a3)과 밀착될 수 있다. 그리고 제1 경사면(121a1)은 제3 경사면(111a1)과 이격되게 마련되고, 제2 경사면(121a2)은 제4 경사면(111a2)과 이격되게 마련될 수 있다.
도 3에 도시되어 있듯이, 린 염공(11)은 제2 수평면(111a3)에 가까워질수록 좁아진다. 이에 따라 린 화염도 제2 수평면(111a3)에 가까워질수록 점차 약해지고 불안정해진다. 그런데 린 연공(11)과 리치 염공(21) 사이의 거리는 제2 수평면(111a3)에 가까워질수록 짧아진다. 이에 따라 리치 화염이 더 근접하게 린 화염을 보염할 수 있고, 이에 의해 린 화염의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또는, 제1 리치 플레이트(121)의 돌출부(121a)가 제1 린 플레이트(111)의 굴절부(111a)의 전부와 밀착되게 하기 위해서, 도 4에 도시된 것과 같이, 제1 경사면(121a1)은 제3 경사면(111a1)과 밀착되고, 제2 경사면(121a2)은 제4 경사면(111a2)과 밀착되며, 제1 수평면(121a3)은 제2 수평면(111a3)과 밀착될 수도 있다. 이에 따라 제2 영역(10a) 전부에 있어서 리치 화염이 불안정한 린 화염을 보전할 수 있고, 전체적인 보염효과가 더욱 향상될 수 있다.
한편, 복수 개의 리치 플레이트(120)들은, 적어도 어느 하나의 리치 플레이트 수평부(120b)로부터, 인접하는 리치 플레이트(120)의 돌출부(120a)를 지나, 다른 리치 플레이트(120)의 수평부에 이르는 영역에 있어서, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트(120)로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다.
도 5를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다. 먼저, 기준 영역(S)이란, 제1 라인(I) 및 제2 라인(Ⅱ)과 한 쌍의 리치 플레이트(120)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 플레이트(120)는 제1 및 제2 라인(I, Ⅱ) 사이에서 리치 염공(21)의 일부분을 형성할 수 있다.
도 5에 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 리치 플레이트(120)에 의해 정의되는 기준 영역(S)과, 임의의 제1 라인(I') 및 제2 라인(Ⅱ')과 한 쌍의 리치 플레이트(120')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 플레이트(120 또는 120')로 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 플레이트(120)로 전달되는 열량의 합(Q)과 기준 영역(S')에서 한 쌍의 리치 플레이트(120')로 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 리치 플레이트(120)들(120, 120')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 B 영역과 달리, 이와 같이 설계된 영역 전체에서는 실질적으로 동일한 보염효과를 가져올 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 염공부 구조는, NOx의 배출은 저감시키되, 연소의 안정성은 강화되어 보염효과가 균일하게 발생하도록 할 수 있다. 그리고 리치 염공(21)의 모든 영역이 이와 같이 설계될 수 있다.
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 플레이트들의 재질 및 두께 등이 일정할 경우, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트의 상단 길이의 합이 실질적으로 동일하도록 설계될 수 있다. 즉, 도 5에서 기준 영역(S)을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트들(120)의 길이의 합과 기준 영역(S')을 형성하는 한 쌍의 플레이트들(120')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 리치 플레이트들(120)의 상단 길이의 합과 기준 영역(S')을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트들(120')의 상단 길이의 합의 차이가 15% 정도 수준의 오차 범위 내에 있을 경우, 각각 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트들의 상단 길이의 합은 실질적으로 동일하다고 볼 수 있다. 실제 제작된 리치 플레이트의 길이는 설계 상의 길이와 공차를 가질 수 있으며, 각 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트들의 상단 길이의 합에 차이가 발생하더라도, 제작 시 발생하는 공차의 범위 내에서는 각 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 리치 플레이트들의 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 리치 플레이트들 사이의 거리가 서로 다르거나, 각각의 리치 플레이트들의 다른 물성치에 차이가 있더라도, 각각의 리치 플레이트들로 전달되는 열량이 동일하도록 리치 플레이트들의 두께, 재질 등을 조절할 수도 있다.
한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 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.
린 염공부(10)와 리치 염공부(20)가 밀착되어 있는 부분에서는 구획부(30)가 존재하지 않을 수 있으며, 제1 리치 플레이트(121)의 수평부와 제1 린 플레이트(111)의 수평부 사이에서는 구획부(30)의 폭, 즉 제1 리치 플레이트(121)의 수평부와 제1 린 플레이트(111)의 수평부 사이의 폭 방향(y)에 따른 간격이 길이 방향(x)을 따라 일정하게 형성되어, 린 화염과 리치 화염이 균일한 간격을 두고 형성되도록 할 수 있다.
한편, NOx 발생을 저감시키기 위해 리치 화염이 발생하는 영역을 줄이는 것이 좋다. 그러나 리치 화염이 발생하는 리치 염공부(20)의 크기를 줄일 경우, 리치 화염에 의한 보염 효과가 줄어들어, 화염 안정성이 떨어질 수 있다. 또한 리치 염공(21)을 좁게 형성하지 않을 경우, 버너의 내부에서 화염이 형성되어 버너의 내구성을 감소시킬 수 있다.
이러한 이유로 리치 염공(21)을 좁게 형성할 수 있는데, 조립에 따른 리치 염공(21)의 넓이의 공차에 대해, 화염의 분배가 민감하게 반응한다. 즉 버너의 조립 시, 리치 염공(21)의 넓이를 매우 정확하게 제어할 필요가 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 염공부 구조에 포함된, 간격유지부(123)에 대해서 설명한다. 간격유지부(123)는 리치 염공(21)의 넓이를 유지하기 위해 도입되는 구조이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 염공부 구조를 나타내는 사시도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 염공부 구조를 나타내는 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 염공부 구조의 리치 염공부(20)는, 간격유지부(123)를 포함한다. 간격유지부(123)는, 리치 염공(21)의 영역 중, 제1 영역에 대응되는 영역에서 리치 염공(21)의 폭 방향에 따른 간격이 일정하게 유지되도록, 리치 염공(21)에 배치되는 구성요소이다.
폭 방향을 기준으로, 리치 염공(21)을 형성하기 위해, 복수 개의 리치 플레이트(120)가 배치될 수 있다. 이러한 복수 개의 리치 플레이트(120) 중 폭 방향을 기준으로 최내측에는 제1 리치 플레이트(121)가, 최외측에는 제2 리치 플레이트(122)가 배치될 수 있으며, 이러한 제1, 제2 리치 플레이트(121, 122)는 서로 인접할 수 있다.
제1 리치 플레이트(121)와 제2 리치 플레이트(122) 사이에 리치 염공(21)이 형성될 수 있다. 간격유지부(123)는 이러한 리치 염공(21)에 배치되어, 리치 염공(21)을 형성하는 서로 인접한 리치 플레이트(120)에 접촉할 수 있다.
간격유지부(123)가 서로 인접한 리치 플레이트(120)들의 사이에서, 서로에게 접촉함에 따라, 폭 방향을 기준으로 서로 인접한 리치 플레이트(120)들의 간격은, 간격유지부(123)의 폭과 같은 크기를 유지할 수 있다. 서로 인접한 리치 플레이트(120)들이 간격유지부(123)의 폭 보다 더 가까워지도록 조립되려 한다 해도, 각 리치 플레이트(120)에 접촉하고 있는 간격유지부(123)가 폭 방향으로 압축되지 않는 이상, 간격유지부(123)의 폭 미만으로 서로 인접한 리치 플레이트(120)들이 가까워질 수 없다.
따라서 각 판을 서로에 대해 가압하는 방식을 이용하여 버너를 조립하는 과정에서도, 리치 염공(21)의 넓이를 소정의 오차 범위 내로 제어할 수 있다. 리치 염공(21)의 넓이를 소정의 오차 범위 내로 제어함에 따라, 전체 염공부 구조에서 발생하는 화염의 안정성을 높일 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 다른 실시예의 변형예에서의 간격유지부(123)의 위치에 대해서 설명한다. 제2 리치 플레이트(122) 역시 제2 리치 플레이트 돌출부(122a)와 제2 리치 플레이트 수평부(122b)를 포함할 수 있다. 이들은 도 4에 대한 설명에서 설명된 리치 플레이트 돌출부(도 4의 120a)와 리치 플레이트 수평부(도 4의 120b)에 대응된다. 이 중 제2 리치 플레이트 수평부(122b)로부터, 제1 리치 플레이트 수평부(121b)를 향해, 간격유지부(123)가 폭 방향을 기준으로 내측으로 돌출되어, 제1 리치 플레이트 수평부(121b)에 접촉할 수 있다.
간격유지부(123)가 제2 리치 플레이트 수평부(122b)로부터 돌출됨과 동시에, 제1 리치 플레이트 수평부(121b)에 접촉하므로, 서로 인접한 리치 플레이트(120)들인 제1 리치 플레이트(121)와 제2 리치 플레이트(122)의 수평부들(121b, 122b)에 접촉한 형태가 된다. 그러나, 제1 리치 플레이트 수평부(121b)로부터 간격유지부(123)가 폭 방향을 기준으로 외측으로 돌출되어, 제2 리치 플레이트 수평부(122b)에 접촉할 수도 있다.
간격유지부(123)는, 리치 플레이트(120)를 형압함으로써 엠보와 같이 형성될 수 있다. 따라서 분출 방향에 수직한 평면으로 간격유지부(123)를 자른 단면에서 간격유지부의 프로파일은, 폭 방향을 따라 제2 리치 플레이트(122)로부터 제1 리치 플레이트(121)로 갈수록, 길이 방향에서의 폭이 줄어드는 형태로 형성될 수 있다.
또 다른 변형예에 따르면, 간격유지부는 제1 리치 플레이트 수평부(121b)로부터 제2 리치 플레이트 수평부(122b)를 향해 폭 방향을 기준으로 외측으로 돌출되는 제1 간격유지 유닛(미도시)과, 제2 리치 플레이트 수평부(122b)로부터 제1 리치 플레이트 수평부(121b)를 향해 내측으로 돌출되는 제2 간격유지 유닛(미도시)을 포함할 수도 있다. 제1 간격유지 유닛과 제2 간격유지 유닛은 서로 접촉하여, 결과적으로 간격유지부가 제1 리치 플레이트(121)와 제2 리치 플레이트(122)에 접촉하는 상태를 형성할 수 있다.
간격유지부(123)는, 분출 방향을 기준으로 한 리치 플레이트(120)의 말단으로부터, 분출 방향의 반대 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 간격유지부(123)가 분출 방향을 기준으로 리치 플레이트(120) 상에 위치하는 위치는, 버너의 종류에 따라서 적절히 변형이 가능하다.
따라서 리치 염공(21)은, 분출 방향을 기준으로 간격유지부(123)의 하류측에 위치하며, 간격유지부(123)에 의해 분기되었던 리치 가스가 모여서 분출될 수 있도록 형성되는 하류 리치 염공(211)과, 간격유지부(123)의 상류측에 위치하는 상류 리치 염공(212)을 포함할 수 있다. 하류 리치 염공(211)은, 간격유지부(123)의 하류측에 위치하는 제2 리치 플레이트 하류측 수평부(122b1)와 제1 리치 플레이트 수평부(121b)의 사이에 형성되고, 상류 리치 염공(212)은, 간격유지부(123)의 상류측에 위치하는 제2 리치 플레이트 상류측 수평부(122b2)와 제1 리치 플레이트 수평부(121b)의 사이에 형성될 수 있다.
상류 리치 염공(212)에서 분출 방향을 따라 흐르는 리치 가스가, 간격유지부(123)에 의해서 서로 분기된다. 분기된 리치 가스는, 간격유지부(123)의 주변으로 흘러, 다시 하류 리치 염공(211)에서 만난다. 하류 리치 염공(211)에서 리치 가스가 모임에 따라, 분리되지 않은 일체의 리치 화염을 리치 염공(21)에서 형성할 수 있다. 따라서 리치 화염의 안정성이 높아질 수 있다.
간격유지부(123)는, 분출 방향에서의 폭이, 길이 방향에서의 폭보다 크도록 형성될 수 있다. 따라서 리치 가스가 흐르는 리치 염공(21)의 단면적이 줄어드는 것을 최소화하면서도, 간격유지부(123)의 면적을 충분히 확보할 수 있다. 이에 따라 간격유지부(123)가 안정적으로 서로 인접한 리치 플레이트(120)들을 지지하여, 리치 플레이트(120) 간의 간격을 유지할 수 있다.
여기서 일정하다는 것도 수치상으로 일정하다는 것을 의미하는 것은 아니고, 본 기술분야에서 실질적으로 동일한 효과를 가져올 수 있는 정도의 일정성을 의미한다.
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.

Claims (20)

  1. 화염을 형성하기 위한 복수 개의 염공이 구비된 연소장치의 염공부 구조에 있어서,
    린(lean) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 린 가스의 분출 방향에 수직한 방향인 폭 방향을 따라 나열된 다수 개의 린 염공을 구비하는 린 염공부;
    리치(rich) 가스가 분출되기 위한 염공으로서, 상기 폭 방향을 기준으로 상기 린 염공부의 양측에 마련된 한 쌍의 리치 염공을 구비하는 리치 염공부를 포함하고,
    상기 린 염공부는, 상기 린 염공의 상기 폭 방향에 따른 간격이, 상기 분출 방향 및 폭 방향에 수직한 방향인 길이 방향을 따라 일정하게 형성된 제1 영역과, 상기 제1 영역의 상기 길이 방향에 따른 양측에 마련되고, 상기 린 염공의 상기 폭 방향에 따른 간격이 상기 제1 영역보다 좁은 제2 영역을 구비하며,
    상기 린 염공부와 리치 염공부는, 상기 제2 영역의 적어도 일부에서 서로 밀착되게 마련되는, 염공부 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 린 염공부는, 상기 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 린 플레이트들을 더 구비하고, 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 구비하고, 상기 리치 염공은, 상기 리치 플레이트들 사이의 이격된 공간에 형성되는, 염공부 구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수 개의 린 플레이트들은, 상기 제2 영역을 형성하기 위해, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 굴절된 굴절부와, 상기 굴절부의 상기 길이 방향에 따른 양측 말단에서 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 플레이트 수평부를 포함하고,
    상기 복수 개의 리치 플레이트들은, 상기 굴절부에 대응되도록 상기 굴절부를 향해 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부의 상기 길이 방향에 따른 양측 말단에서 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 플레이트 수평부를 포함하는, 염공부 구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수 개의 리치 플레이트들 중 상기 폭 방향을 기준으로 최내측에 위치하는 제1 리치 플레이트의 돌출부는, 상기 복수 개의 린 플레이트들 중 상기 폭 방향을 기준으로 최외측에 위치하는 제1 린 플레이트의 굴절부의 적어도 일부와 밀착되는, 염공부 구조.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 리치 플레이트의 돌출부는, 인접하는 상기 리치 플레이트 수평부 각각으로부터 상기 린 염공부의 상기 폭 방향에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 제1 경사면 및 제2 경사면과, 상기 제1 경사면 및 제2 경사면의 말단을 서로 연결하도록 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 제1 수평면을 구비하고,
    상기 제1 린 플레이트의 굴절부는, 인접하는 상기 린 플레이트 수평부 각각으로부터 상기 린 염공부의 상기 폭 방향에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 제3 경사면 및 제4 경사면과, 상기 제3 경사면 및 제4 경사면의 말단을 서로 연결하도록 상기 길이 방향을 따라 연장된 제2 수평면을 구비하며,
    상기 제1 수평면은, 상기 제2 수평면과 밀착되는, 염공부 구조.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수 개의 리치 플레이트들 중 상기 폭 방향을 기준으로 최내측에 위치하는 제1 리치 플레이트의 돌출부는, 상기 복수 개의 린 플레이트들 중 상기 폭 방향을 기준으로 최외측에 위치하는 제1 린 플레이트의 굴절부의 전부와 밀착되는, 염공부 구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 리치 플레이트의 돌출부는, 인접하는 상기 리치 플레이트 수평부 각각으로부터 상기 린 염공부의 상기 폭 방향에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 제1 경사면 및 제2 경사면과, 상기 제1 경사면 및 제2 경사면의 말단을 서로 연결하도록 상기 길이 방향을 따라 연장된 제1 수평면을 구비하고,
    상기 제1 린 플레이트의 굴절부는, 인접하는 상기 린 플레이트 수평부 각각으로부터 상기 린 염공부의 상기 폭 방향에 따른 중심을 향해 경사지게 형성된 제3 경사면 및 제4 경사면과, 상기 제3 경사면 및 제4 경사면의 말단을 서로 연결하도록 상기 길이 방향을 따라 연장된 제2 수평면을 구비하며,
    상기 제1 경사면은 상기 제3 경사면과 밀착되고, 상기 제2 경사면은 상기 제4 경사면과 밀착되며, 상기 제1 수평면은 상기 제2 수평면과 밀착되는, 염공부 구조.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 리치 염공을 가로지르는 임의의 가상선인 제1 및 제2 라인과, 상기 제1 및 제2 라인 사이에서 상기 리치 염공의 일부분을 형성하는 한 쌍의 상기 리치 플레이트에 의해, 상기 리치 염공의 상단에서 정의되는 영역을 기준 영역이라 할 때,
    상기 복수 개의 리치 플레이트들은, 적어도 어느 하나의 리치 플레이트 수평부로부터, 인접하는 리치 플레이트의 돌출부를 지나, 다른 리치 플레이트 수평부에 이르는 영역에 있어서, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 상기 리치 가스에 의한 화염의 생성 시에 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 상기 리치 플레이트로 전달되는 열량의 합이 실질적으로 동일하도록 설계되는, 염공부 구조.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수 개의 리치 플레이트들은, 크기가 동일한 임의의 기준 영역들 사이에, 각각의 기준 영역을 형성하는 한 쌍의 상기 리치 플레이트의 상단 길이의 합이 실질적으로 동일하도록 설계되는, 염공부 구조.
  10. 청구항 2에 있어서,
    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.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 리치 염공부는, 상기 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 리치 플레이트들을 더 구비하고,
    상기 리치 염공은, 상기 리치 플레이트들 사이의 이격된 공간에 형성되며,
    상기 리치 염공부는, 상기 리치 염공의 영역 중 상기 제1 영역에 대응되는 영역에서 상기 리치 염공의 상기 폭 방향에 따른 간격이 일정하게 유지되도록 상기 리치 염공에 배치되는, 간격유지부를 더 구비하는, 염공부 구조.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 간격유지부는, 상기 간격유지부가 배치된 리치 염공을 형성하는 서로 인접한 리치 플레이트들에 접촉하는, 염공부 구조.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 린 염공부는, 상기 폭 방향을 따라 서로 대향하며 소정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 린 플레이트들을 더 구비하고,
    상기 복수 개의 린 플레이트들은, 상기 제2 영역을 형성하기 위해, 상기 폭 방향에 따른 상기 린 염공부의 중심을 향해 굴절된 굴절부와, 상기 굴절부의 상기 길이 방향에 따른 양측 말단에서 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 린 플레이트 수평부를 포함하고,
    상기 복수 개의 리치 플레이트들은, 상기 굴절부에 대응되도록 상기 굴절부를 향해 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부의 상기 길이 방향에 따른 양측 말단에서 상기 길이 방향에 평행한 방향을 따라 연장된 리치 플레이트 수평부를 포함하고,
    상기 간격유지부는, 상기 서로 인접한 리치 플레이트들의 상기 리치 플레이트 수평부들에 접촉하는, 염공부 구조.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 간격유지부는, 상기 복수 개의 리치 플레이트들 중 하나로부터 다른 리치 플레이트를 향해 돌출되는 형상을 가져, 상기 다른 리치 플레이트에 접촉하는, 염공부 구조.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 간격유지부는, 상기 복수 개의 리치 플레이트들 중 상기 폭 방향을 기준으로 최외측에 위치하는 제2 리치 플레이트로부터, 최내측에 위치하는 제1 리치 플레이트를 향해 상기 폭 방향을 기준으로 내측으로 돌출되는 형상을 가져, 상기 제1 리치 플레이트에 접촉하는, 염공부 구조.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 분출 방향에 수직한 평면으로 상기 간격유지부를 자른 단면에서 상기 간격유지부의 프로파일은, 상기 폭 방향을 따라 상기 하나의 리치 플레이트로부터 상기 다른 리치 플레이트로 갈수록, 상기 길이 방향에서의 폭이 줄어드는 형태로 형성되는, 염공부 구조.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 간격유지부는, 상기 복수 개의 리치 플레이트들 중 상기 폭 방향을 기준으로 최내측에 위치하는 제1 리치 플레이트로부터, 최외측에 위치하는 제2 리치 플레이트를 향해 상기 폭 방향을 기준으로 외측으로 돌출되는 형상을 가지는 제1 간격유지 유닛과, 상기 제2 리치 플레이트로부터 상기 제1 리치 플레이트를 향해 내측으로 돌출되는 제2 간격유지 유닛을 포함하고,
    상기 제1 간격유지 유닛과 상기 제2 간격유지 유닛은, 서로 접촉하는, 염공부 구조.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 간격유지부는, 상기 분출 방향을 기준으로 한 상기 리치 플레이트의 말단으로부터, 상기 분출 방향의 반대 방향으로 이격되어 배치되는, 염공부 구조.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 리치 염공은, 상기 분출 방향을 기준으로 상기 간격유지부의 하류측에 위치하고, 상기 간격유지부에 의해 분기되었던 상기 리치 가스가 모여서 분출되도록 형성되는 하류 리치 염공을 포함하는, 염공부 구조.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 간격유지부는, 상기 분출 방향에서의 폭이, 상기 길이 방향에서의 폭보다 크도록 형성되는, 염공부 구조.
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