RU2482388C2

RU2482388C2 - Heating device

Info

Publication number: RU2482388C2
Application number: RU2010137815/06A
Authority: RU
Inventors: Соитиро КАТО; Цукаса САИТОУ; Тосиро ФУДЗИМОРИ; Кацуйоси ТАКАХАСИ; Тосиюки СУДА; Юкинобу КАВАОКА; Мамору ФУДЗИИ
Original assignee: АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2013-05-20
Also published as: WO2009110509A1; EP2253882A1; EP2253882A4; CN101965481A; TW200946838A; US20110005470A1; CA2717301C; KR101319950B1; CN101965481B; EP2253882B1; BRPI0908046A2; CA2717301A1; KR20100120203A; RU2010137815A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: heating device comprises the first channel, where a non-ignited gas is burnt, containing fuel, injected with speed of a flow from a nozzle hole, having a smaller size compared to the distance of flame extinguishing, so that in this manner flame is maintained, at the same time providing for a flow of a combustion gas generated as a result of ignition process, the second channel arranged around the first channel and providing for a flow of a non-ignited gas, supplied through the specified nozzle hole, and the third channel, surrounded with the first channel and providing for supply of a liquid to be heated.

EFFECT: stabilisation of flame in a combustion chamber and increased energy recovery of a heating device.

8 cl, 13 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к нагревательному устройству для нагрева жидкости. Настоящая заявка претендует на приоритет над японской патентной заявкой 2008-053901, зарегистрированной в Японии 4 марта 2008, и японской патентной заявкой 2008-053903, зарегистрированной в Японии 4 марта 2008, полное раскрытие которых включено в данный текст в качестве ссылки.The present invention relates to a heating device for heating a liquid. This application claims priority over Japanese patent application 2008-053901, registered in Japan on March 4, 2008, and Japanese patent application 2008-053903, registered in Japan on March 4, 2008, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

В местах общественного питания или в быту может быть установлено небольшое нагревательное устройство для нагрева воды для санитарно-технических нужд или получения пара для приготовления пищи. Например, известно нагревательное устройство, которое нагревает текущую по трубе воду, используя высокотемпературный газ сгорания, полученный от сгорания топлива в присутствии воздуха для горения, чтобы, таким образом, превратить воду в пар. Кроме того, в дополнение к производству пара или горячей воды, это нагревательное устройство может также использоваться для нагрева различных жидкостей (жидкости, подлежащей нагреву) (Патентная литература 1).In places of public catering or at home, a small heating device can be installed to heat water for sanitary purposes or to receive steam for cooking. For example, a heating device is known which heats water flowing through a pipe using a high-temperature combustion gas obtained from burning fuel in the presence of combustion air in order to thereby turn water into steam. In addition, in addition to producing steam or hot water, this heating device can also be used to heat various liquids (the liquid to be heated) (Patent Literature 1).

[Патентная литература 1] японская патентная заявка, первая публикация №2007-139358.[Patent Literature 1] Japanese Patent Application, First Publication No. 2007-139358.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задача, подлежащая решению в настоящем изобретенииTask to be solved in the present invention

В обычном нагревательном устройстве должна быть большая камера сгорания, чтобы обеспечивать время для полного сгорания топлива внутри этой камеры сгорания. В результате не представляется возможным в достаточной мере уменьшить размеры нагревательного устройства. Следовательно, даже в маленькой камере сгорания можно было бы поддерживать стабильное пламя при условии проведения процесса горения после предварительного нагрева еще невоспламененного газа, используя для этого газ сгорания, образованный продуктами сгорания. Однако, поскольку газ сгорания, образованный продуктами сгорания, имеет сравнительно высокую температуру, существует вероятность того, что невоспламененный газ может подвергнуться самовозгоранию в результате перегрева еще до подачи этого невоспламененного газа в камеру сгорания, и распространение пламени может, таким образом, привести к появлению пламени вне камеры сгорания. Кроме того, от большой камеры сгорания рассеивается наружу большое количество тепла, снижая, таким образом, энергоэффективность устройства.In a conventional heating device, there must be a large combustion chamber in order to allow time for complete combustion of the fuel inside this combustion chamber. As a result, it is not possible to sufficiently reduce the size of the heating device. Consequently, even in a small combustion chamber, it would be possible to maintain a stable flame, provided that the combustion process was carried out after preheating the still non-ignited gas, using for this purpose the combustion gas formed by the combustion products. However, since the combustion gas formed by the products of combustion has a relatively high temperature, it is likely that the non-ignited gas may self-ignite as a result of overheating even before this non-ignited gas is supplied to the combustion chamber, and flame propagation can thus result in a flame outside the combustion chamber. In addition, a large amount of heat is scattered out from the large combustion chamber, thereby reducing the energy efficiency of the device.

Учитывая вышеупомянутые проблемы, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать такое нагревательное устройство для нагрева подлежащей нагреву жидкости, которое имеет камеру сгорания уменьшенного размера, может стабилизировать пламя в этой камере сгорания и, таким образом, улучшить энергетическую эффективность.Given the above problems, the aim of the present invention is to provide such a heating device for heating the liquid to be heated, which has a reduced size combustion chamber, can stabilize the flame in this combustion chamber and thus improve energy efficiency.

Средства для решения указанной проблемыMeans for solving this problem

Для достижения вышеупомянутой цели согласно настоящему изобретению предлагается нагревательное устройство для нагрева жидкости, включающее первый канал, в котором сжигается невоспламененный газ, содержащий горючее топливо, нагнетаемый со скоростью потока из сопельного отверстия, имеющего меньший размер, чем расстояние пламягашения, чтобы таким образом обеспечить поддержание пламени, при этом обеспечивая поток газа сгорания, образованного в результате процесса сжигания, и второй канал, выполненный вокруг первого канала и обеспечивающий поток невоспламененного газа, подаваемого через упомянутое сопельное отверстие, и третий канал, окруженный первым каналом и обеспечивающий подачу подлежащей нагреву жидкости.In order to achieve the aforementioned object, the present invention provides a heating device for heating a liquid, comprising a first channel in which to burn non-ignited gas containing combustible fuel injected at a flow rate from a nozzle opening having a smaller size than the flame extinguishing distance, so as to ensure flame retention while providing a flow of combustion gas formed as a result of the combustion process, and a second channel made around the first channel and providing Nonincendive effluent gas supplied through said sopelnoe hole, and a third channel surrounded by the first channel and provides the fluid to be heated.

При этом в нагревателе третий канал может быть образован внутренним пространством третьей трубы, первый канал образован пространством между третьей трубой и первой трубой, концентрически охватывающей третью трубу, и второй канал образован пространством между первой трубой и второй трубой, концентрически охватывающей первую трубу.In this case, in the heater, the third channel can be formed by the internal space of the third pipe, the first channel is formed by the space between the third pipe and the first pipe concentrically covering the third pipe, and the second channel is formed by the space between the first pipe and the second pipe concentrically covering the first pipe.

От внешней периферийной поверхности третьей трубы может отходить множество ребер, проходящих в направлении первого канала.Many ribs extending in the direction of the first channel may extend from the outer peripheral surface of the third pipe.

Третья труба может быть изогнута в сторону первого канала и в сторону второго канала на заданный интервал.The third pipe may be bent towards the first channel and towards the second channel for a predetermined interval.

Согласно второму варианту изобретения предлагается нагревательное устройство, содержащее первый канал, в котором сжигается невоспламененный газ, содержащий горючее топливо, нагнетаемый со скоростью потока из сопельного отверстия, имеющего меньший размер, чем расстояние пламягашения, чтобы таким образом обеспечить поддержание пламени, при этом обеспечивая поток газа сгорания, образованного в результате процесса сжигания, второй канал, окруженный первым и обеспечивающий поток воспламененного газа, подаваемого через упомянутое сопельное отверстие, и третий канал, выполненный вокруг первого канала и обеспечивающий подачу подлежащей нагреву жидкости.According to a second embodiment of the invention, there is provided a heating device comprising a first channel in which non-flammable gas is combusted, containing combustible fuel injected at a flow rate from a nozzle opening having a smaller size than the flame extinguishing distance, in order to thereby maintain a flame while maintaining a gas flow combustion generated as a result of the combustion process, a second channel surrounded by the first and providing a stream of ignited gas supplied through the said nozzle a hole, and a third channel made around the first channel and providing a fluid to be heated.

При этом нагревательное устройство может содержать направляющую, которая направляет газ сгорания из первого канала на участок, противоположный первому каналу и расположенный на внешней стороне третьего канала.Moreover, the heating device may include a guide that directs the combustion gas from the first channel to a section opposite the first channel and located on the outside of the third channel.

Второй канал может быть образован внутренним пространством второй трубы, первый канал образован межтрубным пространством между второй трубой и первой трубой, которая концентрически окружает вторую трубу, а третий канал образован межтрубным пространством между первой трубой и третьей трубой, которая концентрически окружает первую трубу.The second channel can be formed by the inner space of the second pipe, the first channel is formed by the annular space between the second pipe and the first pipe, which concentrically surrounds the second pipe, and the third channel is formed by the annular space between the first pipe and the third pipe, which concentrically surrounds the first pipe.

Второй канал может быть образован внутренним пространством второй трубы, третий канал образован внутренним пространством множества четвертых труб, размещенных на некотором расстоянии от находящейся в центре второй трубы, а первый канал образован пространством, окруженным второй трубой и перегородками, закрывающими промежуток между парами четвертых труб и четвертыми трубами.The second channel can be formed by the internal space of the second pipe, the third channel is formed by the internal space of a plurality of fourth pipes placed at a distance from the second pipe located in the center, and the first channel is formed by the space surrounded by the second pipe and partitions covering the gap between the pairs of fourth pipes and fourth pipes.

Согласно указанному нагревательному устройству невоспламененный газ нагревается, проходя через второй канал, выполненный вокруг первого канала, который обеспечивает подачу газа сгорания, образованного продуктами сгорания. При образовании второго канала вокруг первого канала не вся периферийная поверхность второго канала контактирует с первым каналом. Поэтому некоторое количество тепла, отдаваемого газом сгорания, образованным продуктами сгорания, излучается через этот невоспламененный газ.According to the indicated heating device, the non-ignited gas is heated passing through a second channel formed around the first channel, which supplies the combustion gas formed by the combustion products. When a second channel is formed around the first channel, not the entire peripheral surface of the second channel contacts the first channel. Therefore, a certain amount of heat given off by the combustion gas formed by the products of combustion is emitted through this non-ignited gas.

В настоящем изобретении имеется третий канал, окруженный первым каналом, который обеспечивает поток подлежащей нагреву жидкости.In the present invention, there is a third channel surrounded by a first channel that provides a flow of fluid to be heated.

Согласно указанному выше нагревательному устройству обеспечивается такая конфигурация, в которой из внутреннего пространства третьей трубы образован третий канал, и такая конфигурация, в которой в пространстве между третьей трубой и первой трубой образован первый канал, концентрически охватывающий третью трубу, и такая конфигурация, в которой в пространстве между первой трубой и второй трубой образован второй канал, концентрически охватывающий первую трубу.According to the aforementioned heating device, a configuration is provided in which a third channel is formed from the inner space of the third pipe, and a configuration in which a first channel is formed concentrically surrounding the third pipe in the space between the third pipe and the first pipe, and such a configuration in which a second channel is formed between the first pipe and the second pipe concentrically surrounding the first pipe.

В упомянутой выше конфигурации может быть выполнено множество ребер, проходящих в направлении первого канала от внешней периферийной поверхности третьей трубы. In the above configuration, a plurality of ribs can be made extending in the direction of the first channel from the outer peripheral surface of the third pipe .

В упомянутой выше конфигурации третья труба может быть изогнута на заданный интервал в сторону первого канала и в сторону второго канала.In the above configuration, the third pipe may be bent for a predetermined interval toward the first channel and toward the second channel.

Возможна и такая конфигурация, в которой первый канал выполнен вокруг второго канала, а третий канал обеспечивает поток подлежащей нагреву жидкости, и при этом он образован вокруг первого канала.A configuration is also possible in which the first channel is made around the second channel, and the third channel provides the flow of the liquid to be heated, and at the same time it is formed around the first channel.

Согласно упомянутому выше нагревательному устройству первый канал образован вокруг второго канала, который обеспечивает поток невоспламененного газа, а газ сгорания или рабочий газ, образованный продуктами сгорания, проходит по первому каналу. Таким образом, невоспламененный газ, проходящий по второму каналу, нагревается высокотемпературным газом сгорания, который проходит по первому каналу. Кроме того, путем нагнетания со скоростью потока из второго канала еще невоспламененного газа обеспечивается стабильное пламя, которое выполняется и поддерживается с помощью сопельного отверстия, выполненного таким, что оно является меньшим, чем зона тушения пламени. Кроме того, имеется третий канал, расположенный вокруг первого канала, который обеспечивает сжигание невоспламененного газа при стабильном пламени и потоке еще невоспламененного газа, а подлежащая нагреву жидкость проходит в третий канал. According to the aforementioned heating device, a first channel is formed around a second channel, which provides a stream of non-ignited gas, and a combustion gas or a working gas formed by products combustion, passes through the first channel. Thus, the non-ignited gas passing through the second channel is heated by a high-temperature combustion gas, which passes through the first channel. In addition, by injecting a still non-ignited gas at a flow rate from the second channel, a stable flame is provided, which is carried out and maintained by means of a nozzle opening such that it is smaller than the flame extinguishing zone. In addition, there is a third channel, located around the first channel, which provides the combustion of non-ignited gas with a stable flame and the flow of still non-ignited gas, and the liquid to be heated passes into the third channel.

В упомянутой выше конфигурации для направления газа сгорания из первого канала на участок, противоположный этому каналу, то есть участок, находящийся на внешней стороне третьего канала, может быть предоставлено специальное устройство направления.In the above configuration, for directing the combustion gas from the first channel to a section opposite to that channel, that is, a section located on the outside of the third channel, a special guiding device can be provided.

В упомянутой выше конфигурации второй канал образован внутренним пространством второй трубы, первый канал образован пространством между второй трубой и первой трубой, которая концентрически окружает эту вторую трубу, а третий канал образован пространством между первой трубой и третьей трубой, которая концентрически окружает первую трубу.In the above configuration, the second channel is formed by the interior of the second pipe, the first channel is formed by the space between the second pipe and the first pipe that concentrically surrounds the second pipe, and the third channel is formed by the space between the first pipe and the third pipe that concentrically surrounds the first pipe.

В упомянутой выше конфигурации второй канал образован внутренним пространством второй трубы, третий канал образован внутренним пространством множества четвертых труб, размещенных на некотором расстоянии от находящейся в центре второй трубы, а первый канал образован пространством, окруженным второй трубой и перегородками, закрывающими промежуток между парами четвертых труб и четвертыми трубами.In the above configuration, the second channel is formed by the interior of the second pipe, the third channel is formed by the interior of the plurality of fourth pipes placed at a distance from the center of the second pipe, and the first channel is formed by the space surrounded by the second pipe and the partitions covering the gap between the pairs of fourth pipes and fourth pipes.

Результаты, достигаемые в данном изобретенииThe results achieved in this invention

При использовании нагревательного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению, достигнуты следующие отличные результаты.When using the heating device made according to the present invention, the following excellent results are achieved.

(1) Второй канал, который обеспечивает поток невоспламененного газа, выполнен вокруг первого канала, который обеспечивает поток газа сгорания. Поэтому, хотя не вся периферийная поверхность второго канала контактирует с первым каналом, но некоторое количество тепла, передаваемого от газа сгорания, излучается через невоспламененный газ. В результате, в дополнение к сокращению размеров камеры сгорания в связи с нагревом невоспламененного газа, можно предотвратить перегрев этого невоспламененного газа, и также имеется возможность получения в этой камере сгорания стабильного пламени. Поэтому камера сгорания в нагревательном устройстве для нагрева жидкости может быть уменьшена в размере, и в этой камере сгорания можно поддерживать стабильное пламя.(1) A second channel that provides a stream of non-ignited gas is made around a first channel that provides a stream of combustion gas. Therefore, although not the entire peripheral surface of the second channel is in contact with the first channel, a certain amount of heat transferred from the combustion gas is emitted through the non-ignited gas. As a result, in addition to reducing the size of the combustion chamber due to heating of the non-ignited gas, overheating of this non-ignited gas can be prevented, and it is also possible to obtain a stable flame in this combustion chamber. Therefore, the combustion chamber in the heating device for heating the liquid can be reduced in size, and a stable flame can be maintained in this combustion chamber.

(2) Первый канал выполнен вокруг второго канала, который обеспечивает подачу невоспламененного газа, а газ сгорания, образованный продуктами сгорания, проходит по первому каналу. Таким образом, невоспламененный газ, проходящий по второму каналу, может нагреваться высокотемпературным газом сгорания, проходящим по первому каналу. Кроме того, путем нагнетания со скоростью потока из второго канала еще не воспламененного газа обеспечивается стабильное пламя, которое поддерживается с помощью сопельного отверстия, выполненного так, что оно является меньшим, чем зона тушения пламени. Это стабильное пламя обеспечивает стабильное сжигание даже при прямом контакте, когда поверхность перегородки контактирует с холодной жидкостью, которая подлежит нагреву, оно также обеспечивает эффективную передачу тепла к поверхности этой перегородки. Помимо этого третий канал выполняется вокруг первого канала, в котором невоспламененный газ сжигается под воздействием стабильного пламени и позволяет, таким образом, получить поток газа сгорания, а подлежащая нагреву жидкость проходит в третий канал. В результате подлежащая нагреву жидкость, проходящая в этот третий канал, нагревается от прямого нагрева третьего канала данным стабильным пламенем. Таким образом, по сравнению с использованием канала для подлежащей нагреву жидкости, что нагревается только от образованного продуктами сгорания газа сгорания, предоставляется возможность улучшить энергетическую эффективность нагревательного устройства, которое нагревает подлежащую нагреву жидкость, поскольку тепло в данном случае эффективно передается этой жидкости.(2) The first channel is made around the second channel, which provides the supply of non-flammable gas, and the combustion gas formed by the combustion products passes through the first channel. Thus, the non-ignited gas passing through the second channel can be heated by a high-temperature combustion gas passing through the first channel. In addition, by injecting a still-ignited gas at a flow rate from the second channel, a stable flame is provided, which is maintained by means of a nozzle orifice made so that it is smaller than the flame-extinguishing zone. This stable flame provides stable combustion even in direct contact, when the surface of the septum is in contact with cold liquid, which is to be heated, it also provides efficient heat transfer to the surface of this septum. In addition, the third channel runs around the first channel, in which the non-ignited gas is burned under the influence of a stable flame and thus allows to obtain a flow of combustion gas, and the liquid to be heated passes into the third channel. As a result, the liquid to be heated passing into this third channel is heated by direct heating of the third channel with this stable flame. Thus, in comparison with the use of the channel for the liquid to be heated, which is heated only from the combustion gas formed by the combustion products, it is possible to improve the energy efficiency of the heating device, which heats the liquid to be heated, since heat is effectively transferred to this liquid in this case.

(3) Невоспламененный газ, проходящий по второму каналу, нагревается высокотемпературным газом сгорания, проходящим по первому каналу, и этот уже нагретый и еще не воспламененный газ нагнетается со скоростью потока из второго канала, обеспечивая поддержание пламени через сопельное отверстие, которое выполнено так, что оно является меньшим, чем зона тушения этого пламени, и в результате невоспламененный газ сжигается. Поскольку такая конфигурация обеспечивает достаточный нагрев невоспламененного газа высокотемпературным газом сгорания, не существует необходимости в большой камере сгорания для обеспечения стабильного процесса сжигания, и поэтому такая конфигурация обеспечивает непрерывное сгорание в микроканалах данной камеры сгорания. Следовательно, камера сгорания может быть уменьшена в размерах, позволяя, таким образом, уменьшить размер самого нагревательного устройства.(3) The non-ignited gas passing through the second channel is heated by a high-temperature combustion gas passing through the first channel, and this already heated and not yet ignited gas is pumped at a flow rate from the second channel, ensuring that the flame is maintained through the nozzle opening, which is designed so that it is smaller than the extinguishing zone of this flame, and as a result, non-ignited gas is burned. Since this configuration provides sufficient heating of the non-ignited gas with a high temperature combustion gas, there is no need for a large combustion chamber to ensure a stable combustion process, and therefore this configuration provides continuous combustion in the microchannels of this combustion chamber. Therefore, the combustion chamber can be reduced in size, thereby allowing a reduction in the size of the heating device itself.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - вид в перспективе, показывающий схематичную конфигурацию небольшого котла, выполненного согласно первому варианту воплощения нагревательного устройства согласно настоящему изобретению.1 is a perspective view showing a schematic configuration of a small boiler made according to a first embodiment of a heating device according to the present invention.

Фиг.2 - горизонтальное сечение схематичной конфигурации устройства, показанного на Фиг.1.Figure 2 is a horizontal section of a schematic configuration of the device shown in Figure 1.

Фиг.3 - вертикальное сечение схематичной конфигурации устройства, показанного на Фиг.1.Figure 3 is a vertical section of a schematic configuration of the device shown in figure 1.

Фиг.4 - вертикальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла, выполненного согласно второму варианту воплощения настоящего изобретения.Fig. 4 is a vertical sectional view of a schematic configuration of a small boiler according to a second embodiment of the present invention.

Фиг.5 - горизонтальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла, выполненного согласно третьему варианту воплощения настоящего изобретения.5 is a horizontal sectional view of a schematic configuration of a small boiler according to a third embodiment of the present invention.

Фиг.6 - горизонтальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла, выполненного согласно четвертому варианту воплощения настоящего изобретения.6 is a horizontal section of a schematic configuration of a small boiler made according to a fourth embodiment of the present invention.

Фиг.7 - вид в перспективе схематичной конфигурации небольшого котла, выполненного согласно пятому варианту воплощения настоящего изобретения.7 is a perspective view of a schematic configuration of a small boiler made according to a fifth embodiment of the present invention.

Фиг.8 - горизонтальное сечение схематичной конфигурации устройства, показанного на Фиг.7.Fig.8 is a horizontal section of a schematic configuration of the device shown in Fig.7.

Фиг.9 - вертикальное сечение схематичной конфигурации устройства, показанного на Фиг.7.Fig.9 is a vertical section of a schematic configuration of the device shown in Fig.7.

Фиг.10 - горизонтальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла, выполненного согласно шестому варианту воплощения настоящего изобретения.Figure 10 is a horizontal section of a schematic configuration of a small boiler made according to a sixth embodiment of the present invention.

Фиг.11 - вид в перспективе схематичной конфигурации устройства, показанного на Фиг.10.11 is a perspective view of a schematic configuration of the device shown in FIG. 10.

Фиг.12 - горизонтальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла, выполненного согласно седьмому варианту воплощения настоящего изобретения.12 is a horizontal sectional view of a schematic configuration of a small boiler according to a seventh embodiment of the present invention.

Фиг.13 - горизонтальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла, выполненного согласно восьмому варианту воплощения настоящего изобретения.13 is a horizontal sectional view of a schematic configuration of a small boiler according to an eighth embodiment of the present invention.

Предпочтительные варианты воплощения настоящего изобретенияPreferred Embodiments of the Present Invention

Первый вариант воплощения нагревательного устройства согласно настоящему изобретению будет описан далее со ссылкой на чертежи и на примере небольшого котла. При этом на приводимых ниже чертежах размеры элементов были соответственно изменены так, чтобы каждый из них был понятен.A first embodiment of a heating device according to the present invention will now be described with reference to the drawings and the example of a small boiler. Moreover, in the drawings below, the dimensions of the elements were accordingly changed so that each of them was understandable.

Первый вариант воплощенияThe first embodiment

На Фиг.1-3 представлены схематичные виды небольшого котла B1, выполненного согласно настоящему варианту воплощения. При этом на Фиг.1 показан вид в перспективе, на Фиг.2 - горизонтальное сечение и на Фиг.3 - вертикальное сечение. Как показано на этих чертежах, выполненный согласно данному варианту воплощения небольшой котел B1 имеет трехконтурную конструкцию, в которой первая труба 1, вторая труба 2, третья труба 3 расположены в горизонтальной плоскости концентрически.Figures 1-3 are schematic views of a small boiler B1 made in accordance with the present embodiment. At the same time, Fig. 1 shows a perspective view, Fig. 2 is a horizontal section, and Fig. 3 is a vertical section. As shown in these drawings, the small boiler B1 made according to this embodiment has a three-loop structure in which the first pipe 1, the second pipe 2, and the third pipe 3 are concentrically arranged in a horizontal plane.

Первая труба 1 проходит в вертикальном направлении, и ее нижний конец 11 закрыт. При этом на боковом участке у нижнего конца 11 расположено множество сопельных отверстий 12, выполненных так, что их диаметр меньше, чем зона тушения пламени невоспламененного газа. При этом первая труба 1 выполнена из материала, обладающего отличными показателями теплопроводности (например, латуни или ей подобных).The first pipe 1 extends vertically and its lower end 11 is closed. At the same time, a plurality of nozzle openings 12 are arranged in a lateral portion at the lower end 11, so that their diameter is smaller than the quenching zone of the flame of an un ignited gas. In this case, the first pipe 1 is made of a material having excellent thermal conductivity (for example, brass or the like).

Вторая труба 2 проходит вертикально, и при этом она концентрически окружает первую трубу 1. Ее нижний конец 21 закрыт, и, подобно первой трубе 1, она выполнена из материала, имеющего отличные показатели теплопроводности.The second pipe 2 extends vertically and concentrically surrounds the first pipe 1. Its lower end 21 is closed, and, like the first pipe 1, it is made of a material having excellent thermal conductivity.

Третья труба 3 проходит вертикально, и при этом она вставлена в первую трубу 1. Ее нижний конец 31 закрыт, и, подобно первой трубе 1 и второй трубе 2, эта третья труба 3 предпочтительно тоже выполняется из материала, имеющего отличные показатели теплопроводности.The third pipe 3 extends vertically and is inserted into the first pipe 1. Its lower end 31 is closed, and like the first pipe 1 and the second pipe 2, this third pipe 3 is preferably also made of a material having excellent thermal conductivity.

Внутреннее пространство третьей трубы 3 образует канал R3 воды, который обеспечивает поток воды W подлежащей нагреву жидкости. А именно, в небольшом котле B1, выполненном согласно настоящему варианту воплощения, канал R3 воды образован внутренним пространством третьей трубы 3. При этом устройство обеспечения подачи воды (не показано), служащее для подачи воды W в канал R3 воды, присоединено на некотором расстоянии к нижнему концу канала R3 воды. При этом в канал R3 воды с устройства водоподачи подается регулируемое количество воды W. Кроме того, для обеспечения выхода пара, производимого при испарении воды W, в канале R3 воды имеется выпускное устройство (не показано), расположенное вблизи верхнего конца канала R3 воды. Через это выпускное устройство регулируемое количество пара выпускается из канала R3 воды на внешний участок.Internal the space of the third pipe 3 forms a water channel R3, which provides a flow of water W of the liquid to be heated. Namely, in the small boiler B1 made according to the present embodiment, the water channel R3 is formed by the interior of the third pipe 3. The water supplying device (not shown) serving to supply water W to the water channel R3 is connected at some distance to the lower end of the water channel R3. In this case, an adjustable amount of water W is supplied to the water channel R3 from the water supply device. In addition, to ensure the output of the steam produced by the evaporation of water W, an outlet device (not shown) is located in the water channel R3 located near the upper end of the water channel R3. Through this exhaust device, an adjustable amount of steam is discharged from the water channel R3 to an external portion.

При этом межтрубное пространство, находящееся между третьей трубой 3 и первой трубой 1 образует канал R1 (первый канал) газа сгорания, в котором происходит сжигание ранее невоспламененного газа G1 и по которому может проходить газ G2 сгорания, образованный при сгорании этого ранее невоспламененного газа G1. А именно, в небольшом котле B1 согласно данному варианту воплощения канал R1 газа сгорания выполнен так, что он занимает пространство между третьей трубой 3 и первой трубой 1, которая концентрически окружает третью трубу. Кроме того, канал R3 воды окружен каналом R1 газа сгорания. При этом участок, находящийся вблизи нижнего конца канала R1 газа сгорания (вблизи сопельного отверстия 12) образует камеру сгорания K, в которой ранее невоспламененный газ G1, нагнетенный из сопельных отверстий 12, подвергается сжиганию. В камере сгорания K имеется для этого устройство зажигания (не показано).At the same time, the annular space located between the third pipe 3 and the first pipe 1 forms the channel R1 (first channel) of the combustion gas, in which the previously non-ignited gas G1 is combusted and through which the combustion gas G2 formed during the combustion of this previously non-ignited gas G1 can pass. Namely, in the small boiler B1 according to this embodiment, the combustion gas channel R1 is configured to occupy a space between the third pipe 3 and the first pipe 1, which concentrically surrounds the third pipe. In addition, the water channel R3 is surrounded by a combustion gas channel R1. In this case, a section located near the lower end of the combustion gas channel R1 (near the nozzle opening 12) forms a combustion chamber K, in which the previously non-ignited gas G1 injected from the nozzle openings 12 is burned. In the combustion chamber K there is for this an ignition device (not shown).

Межтрубное пространство, находящееся между первой трубой 1 и второй трубой 2, образует канал R2 (второй канал) для невоспламененного газа, который обеспечивает поток невоспламененного газа G1, включая горючее топливо. А именно, канал R2 для подачи невоспламененного газа выполнен так, что он занимает пространство между первой трубой 1 и второй трубой 2, которая концентрически окружает эту первую трубу 1. При этом верхний концевой участок второй трубы 2 присоединен к устройству (не показано) обеспечения подачи невоспламененного газа G1, которое подает невоспламененный газ в канал R2 невоспламененного газа.The annular space between the first pipe 1 and the second pipe 2 forms a channel R2 (second channel) for non-ignited gas, which provides a flow of non-ignited gas G1, including combustible fuel. Namely, the channel R2 for supplying non-ignited gas is made so that it occupies a space between the first pipe 1 and the second pipe 2, which concentrically surrounds this first pipe 1. In this case, the upper end portion of the second pipe 2 is connected to the supply device (not shown) non-flammable gas G1, which delivers the non-flammable gas to the non-flammable gas channel R2.

Невоспламененный газ G1 может быть газотопливной смесью с окисляющим реагентом. Это топливо может быть жидким котельным топливом, природным газом или им подобным.The non-flammable gas G1 may be a gas fuel mixture with an oxidizing agent. This fuel may be liquid boiler fuel, natural gas, or the like.

В небольшом котле B1, выполненном согласно данному варианту воплощения, невоспламененный газ G1 сначала подается из устройства обеспечения подачи невоспламененного газа, которое присоединено ко второй трубе 2, в канал R2 невоспламененного газа. Невоспламененный газ G1, нагнетенный из сопельных отверстий 12, которые выполнены в первой трубе 1, воспламеняется и сжигается, чтобы, таким образом, зажечь пламя в камере сгорания K. Затем газ G2 сгорания, полученный в результате сжигания ранее невоспламененного газа G1, проходит через канал R1 газа сгорания и выпускается оттуда.In a small boiler B1 made according to this embodiment, the non-flammable gas G1 is first supplied from the non-flammable gas supply device, which is connected to the second pipe 2, to the non-flammable gas channel R2. The non-ignited gas G1 injected from the nozzle openings 12, which are provided in the first pipe 1, is ignited and burned so as to ignite the flame in the combustion chamber K. Then, the combustion gas G2 obtained by burning the previously non-ignited gas G1 passes through the channel R1 is combustion gas and is discharged from there.

Когда в камере сгорания K зажигается пламя, то, поскольку образованный продуктами сгорания высокотемпературный газ G2 сгорания проходит в канал R1 газа сгорания, то невоспламененный газ G1, проходя через канал R2 невоспламененного газа, нагревается. А именно, тепло от газа G2 сгорания, образованного продуктами сгорания, передается к невоспламененному газу G1 через первую трубу 1, которая выполняет роль теплообменной перегородки, чтобы таким образом нагреть невоспламененный газ G1.When a flame is ignited in the combustion chamber K, since the high temperature combustion gas G2 formed by the combustion products passes into the combustion gas channel R1, the non-ignited gas G1, passing through the non-ignited gas channel R2, is heated. Namely, heat from the combustion gas G2 formed by the products of combustion is transferred to the non-ignited gas G1 through the first pipe 1, which acts as a heat-exchange partition to thereby heat the non-ignited gas G1.

Невоспламененный газ G1, нагретый в результате теплообмена с газом G2 сгорания, образованным продуктами сгорания, нагнетается в подогретом состоянии во внутреннюю область первой трубы 1 через сопельные отверстия 12. Этот ранее невоспламененный газ G1 нагнетается из сопельных отверстий 12 в камеру сгорания K и там сжигается.The non-ignited gas G1, heated as a result of heat exchange with the combustion gas G2 formed by the combustion products, is pumped in a heated state into the inner region of the first pipe 1 through the nozzle openings 12. This previously non-ignited gas G1 is pumped from the nozzle openings 12 into the combustion chamber K and is burned there.

Поскольку сопельные отверстия 12 в первой трубе 1 выполнены так, что они являются меньшими, чем зона тушения пламени невоспламененного газа G1 в условиях горения в камере сгорания K, то представляется возможным осуществить подавление пламени в случае его распространения на невоспламененный газ, находящийся в канале R2. Кроме того, поскольку канал R2 невоспламененного газа образован вокруг канала R1 газа сгорания, то весь периферийный участок канала R2 невоспламененного газа не контактирует с каналом R1 для поступления газа сгорания, и некоторое количество тепла, передаваемого от газа G2 сгорания, излучается от невоспламененного газа G1. В результате может быть предотвращен перегрев невоспламененного газа G1 и, следовательно, распространение пламени на канал R2 невоспламененного газа, а также может быть предотвращено и самопроизвольное возгорание этого невоспламененного газа G1. В результате пламя в камере сгорания K является устойчивым, и процесс сгорания в нем может продолжаться непрерывно.Since the nozzle holes 12 in the first pipe 1 are made so that they are smaller than the quenching zone of the flame of non-ignited gas G1 under combustion conditions in the combustion chamber K, it is possible to suppress the flame if it spreads to the non-ignited gas located in the channel R2. In addition, since the non-ignited gas channel R2 is formed around the combustion gas channel R1, the entire peripheral portion of the non-ignited gas channel R2 is not in contact with the combustion gas channel R1, and a certain amount of heat transferred from the combustion gas G2 is emitted from the non-ignited gas G1. As a result, overheating of the non-ignited gas G1 and, consequently, the propagation of the flame on the channel R2 of the non-ignited gas can be prevented, and spontaneous ignition of this non-ignited gas G1 can also be prevented. As a result, the flame in the combustion chamber K is stable, and the combustion process in it can continue continuously.

Как описано выше, невоспламененный газ G1, поданный в камеру сгорания K через канал R2 невоспламененного газа, нагревается образованным продуктами сгорания газом G2 сгорания, проходящим через канал R1 этого газа сгорания в том состоянии, при котором процесс сгорания в камере сгорания K выполняется непрерывно. Таким образом, возможно достижение стабильного пламени в камере сгорания K, которая является очень маленькой по сравнению с камерой сгорания обычного нагревательного устройства.As described above, the non-ignited gas G1 supplied to the combustion chamber K through the non-ignited gas channel R2 is heated by the combustion gas formed by the combustion products G2 passing through the channel R1 of this combustion gas in a state in which the combustion process in the combustion chamber K is performed continuously. Thus, it is possible to achieve a stable flame in the combustion chamber K, which is very small compared to the combustion chamber of a conventional heating device.

Вода W в канале R3 воды нагревается и испаряется под воздействием образованного продуктами сгорания газа G2 сгорания, находящегося в канале R2 газа сгорания, и при этом пламя в камере сгорания K находится в таком состоянии, когда в этой камере сгорания K образуется стабильное пламя, и процесс горения поддерживается непрерывно. А именно, тепло, производимое при сжигании, передается воде W через вторую трубу 2, которая выполняет роль теплообменной перегородки, и поэтому вода W нагревается и испаряется. При этом пар, производимый при испарении воды W, выпускается на внешний участок этого небольшого котла B1 через выпускное устройство (не показано). Поскольку канал R3 воды, куда поступает вода, окружен каналом R1, куда поступает образованный продуктами сгорания газ сгорания, то тепло может передаваться воде W по всему периферическому участку канала R3 воды и, таким образом, обеспечивать эффективный нагрев этой воды W.The water W in the water channel R3 is heated and evaporates under the influence of the combustion gas G2 formed in the combustion products, which is in the combustion gas channel R2, and the flame in the combustion chamber K is in such a state that a stable flame is formed in this combustion chamber K, and burning is maintained continuously. Namely, the heat produced during combustion is transferred to the water W through the second pipe 2, which acts as a heat exchange partition, and therefore, the water W is heated and evaporated. In this case, the steam produced by the evaporation of water W is discharged to the external section of this small boiler B1 through an exhaust device (not shown). Since the water channel R3, where the water enters, is surrounded by the channel R1, where the combustion gas formed by the combustion products enters, heat can be transferred to the water W throughout the peripheral section of the water channel R3 and, thus, provide effective heating of this water W.

Согласно варианту воплощения небольшого котла B1 канал R2 невоспламененного газа, который обеспечивает подачу невоспламененного газа G1, выполнен вокруг канала R1 газа сгорания, образованного продуктами сгорания, который обеспечивает поток этого газа G2 сгорания. Следовательно, вся периферическая поверхность канала R2 невоспламененного газа не контактирует с каналом R1, где находится образованный продуктами сгорания газ сгорания, и некоторая часть тепла, передаваемого от этого газа G2 сгорания, излучается через невоспламененный газ G1. В результате вследствие нагрева невоспламененного газа G1 камера сгорания K может иметь меньший размер, также предоставляется возможность предотвратить перегрев этого невоспламененного газа G1 и стабилизировать пламя в камере сгорания K. Поэтому камера сгорания K может иметь меньший размер, и пламя в камере сгорания K может быть стабилизировано.According to an embodiment of the small boiler B1, the non-ignited gas channel R2 that supplies the non-ignited gas G1 is formed around the combustion gas channel R1 formed by the combustion products, which provides a flow of this combustion gas G2. Therefore, the entire peripheral surface of the non-ignited gas channel R2 is not in contact with the channel R1, where the combustion gas formed by the combustion products is located, and some of the heat transferred from this combustion gas G2 is emitted through the non-ignited gas G1. As a result, due to heating of the non-ignited gas G1, the combustion chamber K may have a smaller size, it is also possible to prevent overheating of this non-ignited gas G1 and to stabilize the flame in the combustion chamber K. Therefore, the combustion chamber K can be smaller and the flame in the combustion chamber K can be stabilized .

Второй вариант воплощенияSecond Embodiment

Далее будет описан второй вариант воплощения настоящего изобретения. В изложении этого второго варианта воплощения описание тех элементов, которые совпадают с первым вариантом воплощения, будет опущено или упрощено.Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of this second embodiment, a description of those elements that coincide with the first embodiment will be omitted or simplified.

На Фиг.4 показано вертикальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла B2, выполненного согласно настоящему варианту воплощения. Как показано на этом чертеже, выполненный согласно настоящему варианту воплощения небольшой котел B2 включает четвертую трубу 4, которая концентрически окружает вторую трубу 2. При этом образуется межтрубное пространство между второй трубой 2 и четвертой трубой 4, которое выполняет роль отсека хранения 5, где хранится вода W, и которое соединено с каналом R3 воды.Figure 4 shows a vertical section of a schematic configuration of a small boiler B2, made according to the present embodiment. As shown in this drawing, the small boiler B2 made according to the present embodiment includes a fourth pipe 4, which concentrically surrounds the second pipe 2. This creates an annular space between the second pipe 2 and the fourth pipe 4, which acts as a storage compartment 5 where water is stored W, and which is connected to the water channel R3.

Поскольку этот небольшой котел B2 в данном варианте воплощения имеет вышеупомянутую конфигурацию, то хотя вода W, временно сохраняемая в отсеке 5 подачи воды, подается в канал R3 воды, эта вода W получает некоторое количество тепла, излучаемого от невоспламененного газа G1 в отсек хранения 5. Следовательно, это количество тепла, которое излучается от невоспламененного газа G1, может быть использовано для нагрева воды W, повышая, таким образом, эффективность нагрева воды W.Since this small boiler B2 in this embodiment has the aforementioned configuration, although water W temporarily stored in the water supply section 5 is supplied to the water channel R3, this water W receives a certain amount of heat emitted from the non-ignited gas G1 to the storage compartment 5. Therefore, this amount of heat that is emitted from the non-ignited gas G1 can be used to heat water W, thereby increasing the heating efficiency of water W.

Третий вариант воплощенияThird Embodiment

Далее будет описан третий вариант воплощения настоящего изобретения. В изложении этого третьего варианта воплощения описание тех элементов, которые совпадают с первым вариантом воплощения, будет опущено или упрощено.Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the description of this third embodiment, a description of those elements that coincide with the first embodiment will be omitted or simplified.

На Фиг.5 показано горизонтальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла B3, выполненного согласно настоящему варианту воплощения. Как показано на этом чертеже, выполненный согласно настоящему варианту воплощения небольшой котел В3 включает множество ребер 10, которые выступают в направлении канала R1 газа сгорания от внешней периферийной поверхности третьей трубы 3. При этом ребра 10 выполнены за одно целое с этой третьей трубой 3 из такого материала, который обладает отличной теплопроводностью, как и сама третья труба 3.Figure 5 shows a horizontal section of a schematic configuration of a small boiler B3 made in accordance with the present embodiment. As shown in this drawing, the small boiler B3 made according to the present embodiment includes a plurality of fins 10 that protrude in the direction of the combustion gas channel R1 from the outer peripheral surface of the third pipe 3. Moreover, the fins 10 are integral with this third pipe 3 of such material, which has excellent thermal conductivity, as well as the third pipe 3.

Поскольку этот небольшой котел B3 в данном варианте воплощения имеет вышеупомянутую конфигурацию, то ребра 10 позволяют увеличить площадь поверхности теплообмена с водой W, проходящей через канал R3 воды, и с газом G2 сгорания, образованным продуктами сгорания и проходящим через канал R1 этого газа сгорания, обеспечивая, таким образом, большую эффективность нагрева воды.Since this small boiler B3 in this embodiment has the aforementioned configuration, the ribs 10 make it possible to increase the heat exchange surface area with the water W passing through the water channel R3 and the combustion gas G2 formed by the combustion products and passing through the channel R1 of this combustion gas, providing Thus, the greater efficiency of heating water.

Четвертый вариант воплощенияFourth Embodiment

Далее будет описан четвертый вариант воплощения настоящего изобретения. В изложении этого четвертого варианта воплощения описание тех элементов, которые совпадают с первым вариантом воплощения, будет опущено или упрощено.Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the description of this fourth embodiment, a description of those elements that coincide with the first embodiment will be omitted or simplified.

На Фиг.6 показано горизонтальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла B4, выполненного согласно настоящему изобретению. Как показано на этом чертеже, небольшой котел B4 выполнен согласно настоящему варианту воплощения так, что вторая труба 2 имеет звездообразную форму, которая изломана с установленным интервалом в направлении канала R1 газа сгорания и канала R3 воды.Figure 6 shows a horizontal section of a schematic configuration of a small boiler B4 made according to the present invention. As shown in this drawing, the small boiler B4 is made according to the present embodiment so that the second pipe 2 has a star shape that is broken at a set interval in the direction of the combustion gas channel R1 and the water channel R3.

Поскольку этот небольшой котел B4 в данном варианте воплощения имеет вышеупомянутую конфигурацию, где третья труба 3 имеет форму звезды, лучи которой изломаны с установленным интервалом, это позволяет увеличить площадь поверхности теплообмена с водой W, проходящей через канал R3 воды, и с газом G2 сгорания, образованным продуктами сгорания и проходящим через канал R1 для этого газа сгорания, обеспечивая, таким образом, большую эффективность нагрева воды.Since this small boiler B4 in this embodiment has the aforementioned configuration, where the third pipe 3 has a star shape, the rays of which are broken at a set interval, this allows increase the surface area of heat exchange with water W passing through the water channel R3, and with the combustion gas G2 formed by the combustion products and passing through the channel R1 for this combustion gas, thus providing greater efficiency in heating the water.

На Фиг.7-9 показаны схематичные виды небольшого котла B101, выполненного согласно пятому варианту воплощения настоящего изобретения. При этом на Фиг.7 показан вид в перспективе, на Фиг.8 - горизонтальное сечение, а на Фиг.9 - вертикальное сечение. Как показано на этих чертежах, небольшой котел B101, выполненный согласно настоящему варианту воплощения, имеет трехконтурную конструкцию, в котором первая труба 101 (первая труба), вторая труба 102 (вторая труба) и третья труба 103 (третья труба) имеют в горизонтальной плоскости концентрическое расположение.7-9 are schematic views of a small boiler B101 made in accordance with a fifth embodiment of the present invention. At the same time, Fig. 7 shows a perspective view, Fig. 8 is a horizontal section, and Fig. 9 is a vertical section. As shown in these drawings, the small boiler B101 made according to the present embodiment has a three-loop structure in which the first pipe 101 (first pipe), the second pipe 102 (second pipe) and the third pipe 103 (third pipe) are concentric in the horizontal plane location.

Вторая труба 102 проходит вертикально, и ее нижний конец 111 закрыт. При этом множество сопельных отверстий 112, выполненных так, что их диаметр является меньшим, чем зона тушения пламени невоспламененного газа, расположено на участке боковой перегородки у этого нижнего конца 111. Эта вторая труба 102 выполнена из материала, обладающего отличными показателями теплопроводности (например, латуни или ей подобным). Внутреннее пространство второй трубы 102 образует канал R2 невоспламененного газа (второй канал), который обеспечивает подачу этого невоспламененного газа G1, включающего горючее топливо. А именно, в небольшом котле B101, выполненном согласно настоящему варианту воплощения, канал R2 невоспламененного газа образован внутренним пространством второй трубы 102. При этом верхний конечный участок второй трубы 102 присоединен к каналу (не показан) поставки невоспламененного газа, который поставляет этот невоспламененный газ G1 в канал R2 невоспламененного газа.The second pipe 102 extends vertically and its lower end 111 is closed. Moreover, a plurality of nozzle openings 112, made so that their diameter is smaller than the quenching zone of the flame of non-ignited gas, is located on the side wall at this lower end 111. This second pipe 102 is made of a material having excellent thermal conductivity (for example, brass or similar) . The interior of the second pipe 102 forms a non-flammable gas channel R2 (second channel), which supplies this non-flammable gas G1, including combustible fuel. Namely, in the small boiler B101 made according to the present embodiment, the non-ignited gas channel R2 is formed by the interior of the second pipe 102. In this case, the upper end portion of the second pipe 102 is connected to the supply (not shown) of the supply of non-flame gas, which supplies this non-flame gas G1 into channel R2 of non-ignited gas.

Невоспламененный газ G1 может представлять собой газотопливную смесь с окисляющим реагентом. Это топливо может быть жидким котельным топливом, природным газом или им подобным.The non-flammable gas G1 may be a gas fuel mixture with an oxidizing agent. This fuel may be liquid boiler fuel, natural gas, or the like.

Первая труба 101 проходит вертикально и концентрически окружает вторую трубу 102. Ее нижний конец 121 закрыт таким же образом, как и у второй трубы 102, при этом она выполнена из материала, имеющего отличные показатели теплопроводности. Пространство между первой трубой 101 и второй трубой 102 образует канал R1 газа сгорания (первый канал), который обеспечивает сжигание ранее невоспламененного газа G1, а также обеспечивает поток газа G2 сгорания, полученного путем сжигания ранее невоспламененного газа G1. А именно, в небольшом котле B101, выполненном согласно настоящему варианту воплощения, канал R1 газа сгорания образован межтрубным пространством между второй трубой 102 и первой трубой 101, которая концентрически окружает эту вторую трубу 102. Кроме того, участок в нижнем конце канала R1 газа сгорания (у сопельного отверстия 112) образует камеру сгорания K, в которой ранее невоспламененный газ G1, нагнетенный из сопельных отверстий 112, подвергается сжиганию. При этом в данной камере сжигания K обеспечивается соответствующее устройство зажигания (не показано).The first pipe 101 extends vertically and concentrically surrounds the second pipe 102. Its lower end 121 is closed in the same manner as that of the second pipe 102, while it is made of a material having excellent thermal conductivity. The space between the first pipe 101 and the second pipe 102 forms a combustion gas channel R1 (first channel), which provides combustion of a previously non-ignited gas G1, and also provides a flow of combustion gas G2 obtained by burning a previously non-ignited gas G1. Namely, in the small boiler B101 made according to the present embodiment, the combustion gas channel R1 is formed by the annular space between the second pipe 102 and the first pipe 101 that concentrically surrounds this second pipe 102. In addition, a portion at the lower end of the combustion gas channel R1 ( at the nozzle orifice 112) forms a combustion chamber K, in which the previously non-ignited gas G1 injected from the nozzle orifices 112 is combusted. In this case, a corresponding ignition device (not shown) is provided in this combustion chamber K.

Третья труба 103 простирается вертикально и концентрически окружает первую трубу 101. Ее нижний конец 131 закрыт, и предпочтительно, чтобы эта третья труба 103 была выполнена из материала, имеющего низкие показатели теплопроводности. При этом межтрубное пространство между первой трубой 101 и третьей трубой 103 образует канал R3 воды (третий канал), который обеспечивает подачу воды (подлежащей нагреву жидкости) W. А именно, в небольшом котле B101, выполненном согласно настоящему варианту воплощения, канал R3 воды образован пространством между первой трубой 101 и третьей трубой 103, которая концентрически окружает эту первую трубу 101. Кроме того, устройство обеспечения подачи воды (не показано), служащее для подачи воды в канал R3, присоединено к участку близ нижнего конца этого канала R3 воды, и регулируемое количество воды W подается в канал R3 воды с помощью этого устройства. Помимо этого для обеспечения выхода пара, производимого испарением воды W в канале R3 воды, в непосредственной близости от него имеется выпускное устройство (не показано), которое присоединено к верхнему концу этого канала R3 воды, и регулируемый поток пара выпускается с помощью данного выпускного устройства из канала R3 воды на внешний участок.The third pipe 103 extends vertically and concentrically surrounds the first pipe 101. Its lower end 131 is closed, and it is preferable that this third pipe 103 is made of a material having low thermal conductivity. In this case, the annular space between the first pipe 101 and the third pipe 103 forms a water channel R3 (third channel), which provides a water supply (fluid to be heated) W. Namely, in a small boiler B101 made according to the present embodiment, a water channel R3 is formed the space between the first pipe 101 and the third pipe 103, which concentrically surrounds this first pipe 101. In addition, a water supply device (not shown) serving to supply water to the channel R3 is connected to a portion near the lower end of this channel R3 water and a controlled amount of water W is supplied into the water passage R3 via this device. In addition, to ensure the release of steam produced by the evaporation of water W in the water channel R3, in the immediate vicinity there is an outlet device (not shown) that is connected to the upper end of this water channel R3, and an adjustable steam flow is discharged from this outlet device from channel R3 water to the outer section.

В небольшом котле B101, выполненном согласно настоящему варианту воплощения и имеющем вышеупомянутую конфигурацию, ранее невоспламененный газ G1 подается из устройства подачи невоспламененного газа, которое присоединено ко второй трубе 102, в канал R2 невоспламененного газа. Этот еще невоспламененный газ G1, нагнетенный через сопельные отверстия 112, выполненные во второй трубе 102, воспламеняется и сжигается, чтобы, таким образом, образовать пламя в камере сгорания K. Затем газ G2 сгорания, полученный в результате сгорания ранее невоспламененного газа G1, проходит через канал R1 газа сгорания и выпускается оттуда.In a small boiler B101 made according to the present embodiment and having the aforementioned configuration, the previously non-ignited gas G1 is supplied from the non-ignited gas supply device, which is connected to the second pipe 102, to the non-ignited gas channel R2. This still non-ignited gas G1, pumped through nozzle openings 112 provided in the second pipe 102, is ignited and burned to thereby form a flame in the combustion chamber K. Then, the combustion gas G2 resulting from the combustion of the previously non-ignited gas G1 passes through the combustion gas channel R1 is discharged from there.

Когда в камере сгорания K образуется пламя, то, поскольку высокотемпературный газ G2 сгорания поступает в канал R1 газа сгорания, образованный вокруг канала R2 невоспламененного газа G1, то этот невоспламененный газ G1, проходящий через канал R2 невоспламененного газа, нагревается. А именно, некоторое количество тепла, выделенное газом G2 сгорания, передается невоспламененному газу G1 через вторую трубу 102, которая выполняет роль теплообменной перегородки, чтобы таким образом нагреть невоспламененный газ G1.When a flame is generated in the combustion chamber K, since the high-temperature combustion gas G2 enters the combustion gas channel R1 formed around the non-ignited gas channel G1, this non-ignited gas G1 passing through the non-ignited gas channel R2 is heated. Namely, a certain amount of heat released by the combustion gas G2 is transferred to the non-ignited gas G1 through the second pipe 102, which acts as a heat exchange partition to thereby heat the non-ignited gas G1.

Этот невоспламененный газ G1, нагретый в результате теплообмена с газом G2 сгорания, нагнетается во внешний участок второй трубы 102 через сопельные отверстия 112, будучи нагретым почти до температуры воспламенения. И этот невоспламененный газ G1, нагнетенный из сопельных отверстий 112, поджигается пламенем, образованным в камере сгорания K, и сжигается.This non-ignited gas G1, heated by heat exchange with the combustion gas G2, is pumped into the outer portion of the second pipe 102 through nozzle openings 112, being heated almost to the ignition temperature. And this non-ignited gas G1, pumped from the nozzle openings 112, is ignited by a flame formed in the combustion chamber K, and burned.

Так как сопельные отверстия 112 во второй трубе 102 выполнены меньшими, чем зона тушения пламени невоспламененного газа G1, находящегося в камере сгорания K, то пламя не распространяется на канал R2 невоспламененного газа. Следовательно, это пламя в камере сгорания K является стабилизированным, и, таким образом, обеспечивается процесс непрерывного сгорания.Since the nozzle holes 112 in the second pipe 102 are made smaller than the quenching zone of the flame of non-ignited gas G1 located in the combustion chamber K, the flame does not extend to the channel R2 of non-ignited gas. Therefore, this flame in the combustion chamber K is stabilized, and thus, a continuous combustion process is provided.

Как описано выше, невоспламененный газ G1, подаваемый в камеру сгорания K по каналу R2 этого невоспламененного газа, нагревается газом G2 сгорания, проходящим по каналу R1 газа сгорания при том режиме работы, когда процесс сжигания в камере сгорания K выполняется непрерывно. Поэтому камера сгорания K, которая является очень маленькой по сравнению с камерой сгорания обычного нагревательного устройства, может обеспечить стабильное пламя.As described above, the non-ignited gas G1 supplied to the combustion chamber K is the channel R2 of this non-ignited gas is heated by the combustion gas G2 passing through the combustion gas channel R1 during the operation mode when the combustion process in the combustion chamber K is performed continuously. Therefore, the combustion chamber K, which is very small compared to the combustion chamber of a conventional heating device, can provide a stable flame.

Вода W в канале R3 воды нагревается и испаряется под воздействием газа G2 сгорания, находящегося в канале R1 газа сгорания, и пламени в камере сгорания K в том состоянии, когда в этой камере сгорания K формируется стабильное пламя, и процесс сжигания происходит непрерывно. А именно, некоторое количество тепла, выделяемого пламенем и газом G2 сгорания, передается воде W через первую трубу 101, которая функционирует как перегородка теплообменника, и поэтому вода W нагревается и испаряется. При этом пар, полученный при испарении воды W, выпускается во внешнее устройство данного небольшого котла B101 через выпускное устройство (не показано).Water W in the water channel R3 is heated and evaporates under the influence of a combustion gas G2 located in the combustion gas channel R1 and a flame in the combustion chamber K in a state where a stable flame is formed in this combustion chamber K, and the combustion process is continuous. Namely, a certain amount of heat generated by the flame and combustion gas G2 is transferred to the water W through the first pipe 101, which functions as a heat exchanger wall, and therefore, the water W is heated and evaporated. In this case, the vapor obtained by the evaporation of water W is discharged into the external device of this small boiler B101 through an outlet device (not shown).

Согласно небольшому котлу B101 настоящего варианта воплощения канал R1 газа сгорания, по которому проходит газ G2 сгорания, выполнен вокруг канала R2 невоспламененного газа, который обеспечивает подачу этого невоспламененного газа G1. Следовательно, этот невоспламененный газ G1, проходящий по каналу R2 невоспламененного газа, нагревается газом G2 сгорания, который проходит по каналу R1 газа сгорания. Кроме того, при нагнетании невоспламененного газа G1 из канала R2 этого невоспламененного газа образуется стабильное пламя, при этом нагнетание газа проходит с такой скоростью потока, которая обеспечивает поддержание пламени при помощи сопельных отверстий 112, которые выполнены меньшими, чем зона тушения пламени. Такое стабильное пламя обеспечивается даже при прямом контакте с поверхностью перегородки (первая труба 101), контактирующей с холодной жидкостью. Кроме того, канал R3 воды выполнен вокруг канала R1 газа сгорания, который образует стабильное пламя, а вода W при этом подается в канал R3 воды. В результате вода W, которая течет в третий канал, нагревается от прямого нагрева канала R3 воды данным стабильным пламенем. Поэтому, в отличие от нагрева канала R3 воды только газом G2 сгорания, выделяемое тепло может эффективно передаваться воде W. Следовательно, небольшой котел B101, выполненный согласно настоящему варианту воплощения, обеспечивает большую энергетическую эффективность.According to the small boiler B101 of the present embodiment, the combustion gas passage R1 through which the combustion gas G2 passes is formed around the non-ignited gas channel R2, which supplies this non-ignited gas G1. Therefore, this non-ignited gas G1 passing through the non-ignited gas channel R2 is heated by the combustion gas G2, which passes through the combustion gas channel R1. In addition, when the non-ignited gas G1 is injected from the channel R2 of this non-ignited gas, a stable flame is formed, while the gas is injected at a flow rate that maintains the flame using nozzle openings 112 that are smaller than the flame extinguishing zone. Such a stable flame is provided even in direct contact with the surface of the partition (first pipe 101) in contact with a cold liquid. In addition, the water channel R3 is made around the combustion gas channel R1, which forms a stable flame, and water W is supplied to the water channel R3. As a result, water W, which flows into the third channel, is heated by direct heating of the water channel R3 by this stable flame. Therefore, in contrast to heating the water channel R3 only with the combustion gas G2, the generated heat can be effectively transferred to the water W. Therefore, the small boiler B101 made according to the present embodiment provides greater energy efficiency.

Поскольку согласно небольшому котлу B101 настоящего варианта воплощения невоспламененный газ G1, проходящий по каналу R2 этого невоспламененного газа, нагревается высокотемпературным газом G2 сгорания, проходящим по каналу R1 этого газа сгорания, то нагретый невоспламененный газ G1 воспламеняется при его нагнетании из канала R2 на такой скорости подачи, которая обеспечивает поддержание пламени посредством сопельного отверстия 112, выполненного так, что оно является меньшим, чем зона тушения этого пламени. Использование упомянутой выше конфигурации обеспечивает достаточный нагрев еще невоспламененного газа G1 высокотемпературным газом G2 сгорания и поэтому обеспечивает постоянное стабильное сжигание в небольшой камере сгорания K. Таким образом, эта камера сгорания может быть уменьшена в размере, приводя в свою очередь к уменьшению размеров самого устройства.Since, according to the small boiler B101 of the present embodiment, the non-ignited gas G1 passing through the channel R2 of this non-ignited gas is heated by the high-temperature combustion gas G2 passing through the channel R1 of this combustion gas, the heated non-ignited gas G1 is ignited when it is pumped from the channel R2 at such a feed rate , which ensures the maintenance of the flame through the nozzle hole 112, made so that it is smaller than the quenching zone of this flame. Using the above configuration provides sufficient heating of the still non-ignited gas G1 with a high-temperature combustion gas G2 and therefore provides constant stable combustion in a small combustion chamber K. Thus, this combustion chamber can be reduced in size, leading in turn to a reduction in the size of the device itself.

Таким образом, в небольшом котле B101, выполненном согласно настоящему варианту воплощения, обеспечивается дальнейшее уменьшение размеров устройства и в то же время повышается эффективность его работы.Thus, in the small boiler B101 made in accordance with the present embodiment, further reduction of the dimensions of the device is ensured, and at the same time, its efficiency is increased.

Шестой вариант воплощенияSixth Embodiment

Далее будет описан шестой вариант воплощения настоящего изобретения. В изложении этого шестого варианта воплощения описание тех элементов, которые совпадают с пятым вариантом воплощения, будет опущено или упрощено.Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the description of this sixth embodiment, a description of those elements that coincide with the fifth embodiment will be omitted or simplified.

На Фиг.10 и Фиг.11 показаны схематичные виды небольшого котла B102, выполненного согласно шестому варианту воплощения настоящего изобретения. При этом на Фиг.10 показано горизонтальное сечение, а на Фиг.11 - вид в перспективе. Как показано на этих чертежах, канал R2 невоспламененного газа, находящийся в небольшом котле B102, выполненном согласно настоящему варианту воплощения, образован внутренним пространством второй трубы 102 тем же образом, что и в небольшом котле B101 пятого варианта воплощения. При этом канал R3 воды образован внутренним пространством множества четвертых труб 104, расположенных на некотором расстоянии от второй трубы 102 и сцентрированных относительно этой второй трубы 102; при этом канал R1 газа сгорания занимает пространство, огороженное перегородками 105, запирая внутри вторую трубу 102 и перегораживая пространство, соединяя попарно четвертые трубы 104 с четвертыми трубами 104.Figure 10 and Figure 11 shows schematic views of a small boiler B102, made according to the sixth embodiment of the present invention. At the same time, Fig. 10 shows a horizontal section, and Fig. 11 is a perspective view. As shown in these figures, the non-ignited gas channel R2 located in the small boiler B102 according to the present embodiment is formed by the interior of the second pipe 102 in the same manner as in the small boiler B101 of the fifth embodiment. Moreover, the water channel R3 is formed by the inner space of the plurality of fourth pipes 104 located at a distance from the second pipe 102 and centered relative to this second pipe 102; wherein the combustion gas channel R1 occupies a space enclosed by partitions 105, locking the second pipe 102 inside and blocking the space, pairwise connecting the fourth pipes 104 with the fourth pipes 104.

Как показано на Фиг.11, высота перегородки 105 должна быть небольшой по сравнению с высотой второй трубы 102 и четвертой трубы 104. В результате на верхнем участке небольшого котла B102 между парами четвертых труб 104 имеется свободное пространство. Таким образом, это пространство служит в качестве направляющего участка 106 для направления газа G2 сгорания в область, находящуюся на внешней стороне канала R3 воды и напротив канала R1 газа сгорания.As shown in FIG. 11, the height of the partition 105 should be small compared with the height of the second pipe 102 and the fourth pipe 104. As a result, there is free space in the upper portion of the small boiler B102 between the pairs of fourth pipes 104. Thus, this space serves as a guide portion 106 for directing the combustion gas G2 to a region located on the outside of the water channel R3 and opposite the combustion gas channel R1.

Как и в пятом варианте воплощения, в небольшом котле B102, выполненном согласно настоящему варианту воплощения, о чем шла речь выше, еще невоспламененный газ G1, нагретый в результате теплообмена с газом G2 сгорания, нагнетается в канал R1 газа сгорания и сжигается. Когда в результате сжигания получена новая порция газа G2 сгорания, некоторая часть этого газа G2 сгорания проходит, циркулируя, к задней стороне (стороне, противоположной каналу R1 газа сгорания) четвертой трубы 104 через направляющий участок 106. Таким образом, вся периферийная поверхность четвертой трубы 104 может быть нагрета газом G2 сгорания, обеспечивая тем самым более эффективный нагрев воды W. Таким образом, можно достичь еще большей энергоэффективности устройства.As in the fifth embodiment, in the small boiler B102 made according to the present embodiment, as discussed above, the still non-ignited gas G1 heated by heat exchange with the combustion gas G2 is injected into the combustion gas channel R1 and burned. When a new portion of the combustion gas G2 is obtained by combustion, some of this combustion gas G2 passes, circulating, to the rear side (the side opposite to the combustion gas channel R1) of the fourth pipe 104 through the guide portion 106. Thus, the entire peripheral surface of the fourth pipe 104 can be heated by combustion gas G2, thereby providing a more efficient heating of water W. Thus, it is possible to achieve even greater energy efficiency of the device.

Седьмой вариант воплощенияSeventh Embodiment

Далее будет описан седьмой вариант воплощения настоящего изобретения. В изложении этого седьмого варианта воплощения описание тех элементов, которые совпадают с пятым вариантом воплощения, будет опущено или упрощено.Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In the presentation of this seventh embodiment, a description of those elements that coincide with the fifth embodiment will be omitted or simplified.

На Фиг.12 показано горизонтальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла, выполненного согласно седьмому варианту воплощения настоящего изобретения. Как показано на предлагаемых чертежах, небольшой котел B103, выполненный согласно настоящему варианту воплощения, включает множество ребер 110, которые простираются к каналу R3 воды от внешней периферийной поверхности первой трубы 101. Эти ребра 110 выполнены как единое целое с первой трубой 101 и изготовлены из материала, имеющего отличные показатели теплопроводности, как и у первой трубы 101.12 is a horizontal sectional view of a schematic configuration of a small boiler according to a seventh embodiment of the present invention. As shown in the drawings, the small boiler B103 made according to the present embodiment includes a plurality of ribs 110 that extend to the water channel R3 from the outer peripheral surface of the first pipe 101. These ribs 110 are integral with the first pipe 101 and are made of material having excellent thermal conductivity, as in the first pipe 101.

Согласно небольшому котлу B103 настоящего варианта воплощения, имеющего вышеупомянутую конфигурацию, ребра 110 обеспечивают увеличение площади поверхности теплообмена с водой W, проходящей через канал R3 воды, и с газом G2 сгорания, проходящим через канал R1 газа сгорания, и, таким образом, обеспечивают более эффективный нагрев воды. Таким образом, можно достичь еще большей энергоэффективности данного устройства.According to the small boiler B103 of the present embodiment having the aforementioned configuration, the ribs 110 increase the heat exchange surface area with the water W passing through the water channel R3 and the combustion gas G2 passing through the combustion gas channel R1, and thus provide a more efficient water heating. Thus, it is possible to achieve even greater energy efficiency of this device.

Восьмой вариант воплощенияEighth Embodiment

Далее будет описан восьмой вариант воплощения настоящего изобретения. В изложении этого восьмого варианта воплощения описание тех элементов, которые совпадают с пятым вариантом воплощения, будет опущено или упрощено.Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. In the description of this eighth embodiment, a description of those elements that coincide with the fifth embodiment will be omitted or simplified.

На Фиг.13 показано горизонтальное сечение схематичной конфигурации небольшого котла B104, выполненного согласно настоящему изобретению. Как показано на этом чертеже, небольшой котел B104 выполнен согласно настоящему варианту воплощения так, что его первая труба 101 имеет звездообразную форму, которая изломана с установленным интервалом в направлении канала R1 газа сгорания и канала R3 воды.On Fig shows a horizontal section of a schematic configuration of a small boiler B104, made according to the present invention. As shown in this drawing, the small boiler B104 is made according to the present embodiment so that its first pipe 101 has a star shape that is broken at a set interval in the direction of the combustion gas channel R1 and the water channel R3.

Поскольку этот небольшой котел B104 в данном варианте воплощения имеет вышеупомянутую конфигурацию, где первая труба 101 имеет форму звезды, лучи которой изломаны с установленным интервалом, это позволяет увеличить площадь поверхности теплообмена с водой W, проходящей через канал R3 воды, и газом G2 сгорания, образованным продуктами сгорания и проходящим через канал R1 этого газа сгорания, обеспечивая, таким образом, большую эффективность нагрева воды.Since this small boiler B104 in this embodiment has the aforementioned configuration, where the first pipe 101 has a star shape, the rays of which are broken at a set interval, this allows increase the surface area of heat exchange with water W passing through the water channel R3 and the combustion gas G2 formed by the combustion products and passing through the channel R1 of this combustion gas, thus providing greater heating efficiency of the water.

Хотя предпочтительные варианты воплощения нагревательного устройства, выполненные согласно настоящему изобретению, были описаны выше со ссылкой на приложенные чертежи, конечно же настоящее изобретение не ограничено этими вышеупомянутыми вариантами воплощения. Форма или комбинация каждого конструктивного элемента в приведенных выше вариантах воплощения служат всего лишь примером, и в данном изобретении допускаются различные конструкционные модификации, не выходящие за рамки данного изобретения и не выходя за рамки его концепции.Although preferred embodiments of a heating device made according to the present invention have been described above with reference to the attached drawings, of course, the present invention is not limited to these aforementioned embodiments. The shape or combination of each structural element in the above embodiments is merely an example, and various structural modifications are allowed in the present invention without departing from the scope of this invention and without going beyond its concept.

Например, в вышеупомянутых вариантах воплощения в качестве примера нагревательного устройства был описан небольшой котел. Однако настоящее изобретение этим не ограничивается, оно может быть применено к котловой установке для нагрева воды с целью получения горячей воды, или же к устройству для нагрева нефти или газа. Кроме того, настоящее изобретение может быть применено к большому котлу или к промышленной установке, такой как котел с псевдоожиженным слоем, в котором используется нагретый порошковый материал. Кроме того, когда нагревательное устройство, выполненное согласно настоящему изобретению, применяется в отношении котла с псевдоожиженным рециркулирующим слоем, частички материала могут переноситься при помощи газа сгорания, образованного продуктами сгорания.For example, in the above embodiments, a small boiler has been described as an example of a heating device. However, the present invention is not limited to this, it can be applied to a boiler plant for heating water to produce hot water, or to a device for heating oil or gas. In addition, the present invention can be applied to a large boiler or to an industrial installation, such as a fluidized bed boiler, in which heated powder material is used. In addition, when a heating device according to the present invention is applied to a fluidized-bed boiler, particles of material can be transported by the combustion gas formed by the combustion products.

В упомянутых выше с первого по восьмой вариантах воплощения внешняя форма и сечение первой трубы 1 и 101, второй трубы 2 и 102, третьей трубы 3 и 103 и четвертой трубы 4 и 104 приведены только в качестве примера, и их форма может быть различной.In the above-mentioned first to eighth embodiments, the outer shape and cross-section of the first pipe 1 and 101, the second pipe 2 and 102, the third pipe 3 and 103 and the fourth pipe 4 and 104 shown only as an example, and their shape may be different.

Промышленное применениеIndustrial application

Согласно настоящему изобретению нагревательное устройство для нагрева подлежащей нагреву жидкости позволяет стабилизировать пламя в камере сгорания и уменьшить размер этой камеры сгорания в дополнение к увеличению его энергетической эффективности.According to the present invention, a heating device for heating the liquid to be heated allows to stabilize the flame in the combustion chamber and reduce the size of this combustion chamber in addition to increasing its energy efficiency.

Claims

1. A heating device comprising a first channel in which non-ignited gas containing combustible fuel is combusted, pumped at a flow rate from a nozzle opening having a smaller size than the flame extinguishing distance, to thereby maintain the flame, while still providing a flow of combustion gas generated as a result of the combustion process, and the second channel, made around the first channel and providing a stream of non-ignited gas supplied through the nozzle orifice, and the third channel, o circled by the first channel and providing a supply of fluid to be heated.

2. The heating device according to claim 1, in which the third channel is formed by the internal space of the third pipe, the first channel is formed by the space between the third pipe and the first pipe, concentrically covering the third pipe, and the second channel is formed by the space between the first pipe and the second pipe, concentrically covering the first the pipe.

3. The heating device according to claim 1, in which many ribs extending in the direction of the first channel depart from the outer peripheral surface of the third pipe.

4. The heating device according to claim 2, in which the third pipe is bent towards the first channel and towards the second channel for a predetermined interval.

5. A heating device comprising a first channel in which non-ignited gas containing combustible fuel is combusted, injected at a flow rate from a nozzle opening having a smaller size than the flame extinguishing distance, to thereby maintain the flame while still providing a flow of combustion gas generated as a result of the combustion process, a second channel surrounded by the first and providing a stream of ignited gas supplied through the nozzle orifice and a third channel made around ervogo channel and providing fluid flow to be heated.

6. The heating device according to claim 5, containing a guide that directs the combustion gas from the first channel to a section opposite the first channel and located on the outside of the third channel.

7. The heating device according to claim 5 or 6, in which the second channel is formed by the inner space of the second pipe, the first channel is formed by the annular space between the second pipe and the first pipe, which concentrically surrounds the second pipe, and the third channel is formed by the annular space between the first pipe and the third a pipe that concentrically surrounds the first pipe.

8. The heating device according to claim 5 or 6, in which the second channel is formed by the internal space of the second pipe, the third channel is formed by the internal space of the plurality of fourth pipes placed at some distance from the second pipe located in the center, and the first channel is formed by the space surrounded by the second pipe and partitions covering the gap between the pairs of fourth pipes and fourth pipes.