全一次燃烧式燃烧器
技术领域
本发明涉及一种具有喷出混合气的燃烧板部的全一次燃烧式燃烧器。
背景技术
以往，众所周知这样一种全一次燃烧式燃烧器，该全一次燃烧式燃烧器构成为：燃烧板部具有金属纤维制的多孔质体和形成有很多分布孔的分布板，其中该分布板叠加配置在多孔质体的混合气的流动方向上游侧的面亦即背面，混合气经由分布孔和多孔质体而喷出(例如，参照专利文献1)。
在这里，上述以往例中，利用将金属纤维编织成针织状的织布，来构成多孔质体。但是，为了编织这样的织布，需要使金属纤维极细，用来防止编织机的编织针的折损。并且，制造这样极细的金属纤维是需要高成本的，因此，利用金属纤维制的针织状织布构成多孔质体的以往例就会变得高价。
专利文献
专利文献1：日本特开2014-9838号公报
发明内容
本发明是鉴于以上的问题点而完成的，其课题在于，提供一种使用金属纤维制的多孔质体的全一次燃烧式燃烧器，且成本低廉。
为了解决上述课题，本发明的全一次燃烧式燃烧器具有喷出混合气的燃烧板部，构成为：燃烧板部具有金属纤维制的多孔质体和形成有很多分布孔的分布板，其中该分布板叠加配置在多孔质体的混合气的流动方向上游侧的面亦即背面，混合气经由分布孔和多孔质体而喷出，该全一次燃烧式燃烧器的特征在于，多孔质体利用将金属纤维层叠成毡状的无纺布来构成，利用金属制的网状薄板来对该无纺布的混合气的流动方向下游侧的面亦即表面进行覆盖。
根据本发明，利用金属纤维的无纺布来构成多孔质体，因此，不需要针织状织布所需的极细的金属纤维，从而能够使多孔质体的成本变得低廉。并且，即便附加网状薄板，与以往例相比，也能够实现成本降低。此外，如果仅是无纺布，在使用中金属纤维会散开而脱落，但是，如果像本发明这样利用网状薄板来覆盖无纺布的表面，就能够防止从无纺布脱落金属纤维。
不过，众所周知，在分布板上呈带状地设置：未形成有分布孔的无孔部，能够使从燃烧板部喷出的混合气在与无孔部对应的区域中进行回流，从而提高燃烧的稳定性。但是，如果无纺布的厚度超过5mm，混合气就会在无纺布内部分散开，由此从与无孔部对应的区域也会大量地喷出混合气。其结果，也就无法使混合气在与无孔部对应的区域中顺利地进行回流。另外，如果无纺布的厚度小于1mm，在与分布孔对应的区域中，通气阻力会过低。其结果，也就无法在与无孔部对应的区域中形成稳定火焰，容易发生离焰。因此，优选将无纺布的厚度设定为1～5mm。
另外，在低负荷燃烧时，混合气在网状薄板的附近燃烧，网状薄板变得赤热。如果网状薄板是由将金属的单线编织成网状的金属网来构成的，低负荷燃烧时的赤热就会导致网状薄板呈现热膨胀，以致从无纺布的表面凸鼓出网状薄板。其结果，混合气会在网状薄板与背面侧的无纺布之间的间隙处燃烧，导致耐久性被损害。因此，优选为，将多个金属纤维进行捆扎而形成线材，再将线材编织成网状，由此来形成网状薄板。据此，将金属纤维进行捆扎而形成的线材是柔软的，所以，因为赤热导致的热膨胀就会通过线材的挠曲而被吸收，从而能够防止从无纺布的表面凸鼓出网状薄板。
另外，在本发明中，网状薄板的网格尺寸优选小于或等于从燃烧板部喷出的混合气的熄焰距离。据此，即便存在有从无纺布的表面凸鼓出有网状薄板的情况，火焰也不会被引入到网状薄板与背面侧的无纺布之间的间隙，从而能够防止因为混合气在该间隙处燃烧而导致耐久性变差的问题。
附图说明
图1是具有本发明的实施方式的全一次燃烧式燃烧器的燃烧装置的立体图。
图2是从与图1相反侧观察的燃烧装置的立体图。
图3是沿着图1的III－III线切断后的剖视图。
图4是沿着图3的IV－IV线切断后的剖视图。
图5是实施方式的全一次燃烧式燃烧器的燃烧板部的分解状态的立体图。
图6是图5的燃烧板部的组装状态的要部的剖视图。
图7是在实施方式的全一次燃烧式燃烧器的燃烧板部中使用的网状薄板的局部的放大图。
附图标记说明
1…全一次燃烧式燃烧器，12…燃烧板部，123…多孔质体、无纺布，124…分布板，124a…分布孔，124b…无孔部，125…网状薄板，125a…金属纤维，125b…线材。
具体实施方式
图1至图4所示的燃烧装置具有：本发明的实施方式的全一次燃烧式燃烧器1，其具有向内部被供给混合气(燃料气体和一次空气的混合气体)的燃烧器主体11、以及对燃烧器主体11的朝下的开放面111进行覆盖的燃烧板部12；以及燃烧筐2，其具有利用螺丝21而被紧固在将燃烧器主体11的开放面111包围的主体凸缘部112上的上端的筐凸缘部22。在燃烧筐2的内部，收纳有供给热水用的热交换器3。
热交换器3由具有很多翅片31和将这些翅片31贯通的多个吸热管32的翅片管型热交换器构成。在燃烧筐2的横向上一侧和另一侧的侧板23、24的外表面安装有多个连接盖33，这些连接盖33与各侧板23、24之间划分出：相邻的2个吸热管32、32的连接路，全部的吸热管32串联地连接。另外，入水口34设置于连接盖33，该连接盖33与横向上另一侧的侧板24之间划分出：与上游端的吸热管32连接的连接路。
另外，在燃烧筐2的后侧的侧板25的比热交换器3更靠上方的部分的内侧，由管构成的上下3条第1水路51配置为：与侧板25相接，在燃烧筐2的前侧的侧板26的比热交换器3更靠上方的部分的内侧，由管构成的上下3条第3水路53也配置为：与侧板26相接。另外，在燃烧筐2的横向上一侧的侧板23的外表面安装有：流入侧集管盖51和流出侧集管盖52，该流入侧集管盖51与侧板23之间划分出了上下3条第1水路51和热交换器3的下游端的吸热管32的连接路，该流出侧集管盖52与侧板23之间划分出了上下3条第3水路53的连接路，在流出侧集管盖52设置有出热水口53。并且，如图2、图3所示，在燃烧筐2的横向上另一侧的侧板24，设置有：将后侧的第1水路51和前侧的第3水路53连接起来的第2水路52。第2水路52由在侧板24形成的朝向横向内侧凹陷的凹部、以及以将该凹部覆盖的方式安装于侧板24的外表面的盖54构成。并且，从入水口34供给的水通过热交换器3而被加热，被加热的水又经由流入侧集管盖51内的连接路、第1水路51、第2水路52、第3水路53以及流出侧集管盖52内的连接路而从出水口53流出热水。另外，在燃烧筐2的横向上一侧的侧板23处，设置有第4水路54，该第4水路54是从流出侧集管盖52内的连接路的上部向后方延伸，且由在侧板23形成的朝向横向内侧凹陷的凹部、以及与将上述凹部覆盖的流出侧集管盖52成为一体的盖52a构成的。并且，利用在上述这些第1至第4水路51～54中流动的水，对燃烧筐2的各侧板23～26进行冷却。
另外，在燃烧筐2的前侧的侧板26装配有电极部件6，该电极部件6具有：将从上方起算的第1和第2两条第3水路53、53之间的侧板部分贯通而向燃烧筐2内突出的点火电极61、接地电极62以及点火杆63。此外，在电极部件6附加设置有：能够对燃烧筐2内进行目视确认的观察窗64。
下面，详细叙述全一次燃烧式燃烧器1。在燃烧器主体11，开口设置有：与用于供给混合气的风扇4连接的流入口113。在流入口113安装有：用于阻止风扇4停止时在燃烧器主体11内残留的混合气朝向风扇4侧逆流的单向阀13。单向阀13是由嵌入于流入口113的树脂制的阀筐131、和开闭自地被轴式安装在朝向燃烧器主体11内的阀筐131的开口部的树脂制的阀板132来构成的。
参照图5、图6，燃烧板部12具有：画框状的燃烧器框121；金属纤维制的多孔质体123，其设置成从燃烧器主体11侧(上方)来覆盖由燃烧器框121包围着的开口部122；以及分布板124，其叠加配置在多孔质体123的混合气的流动方向上游侧的面亦即背面(上表面)，且形成有很多分布孔124a。并且，供给至燃烧器主体11内的混合气经由分布孔124a和多孔质体123而从开口部122喷出，进行全一次燃烧(无需二次空气的燃烧)。此外，开口部122的沿着前后方向的剖面形状呈圆弧状弯曲，同样地，多孔质体123及分布板124的沿着前后方向的剖面形状也呈圆弧状弯曲。
燃烧器框121具有：开口周缘部121a，其与开口部122位于同一平面上；侧板部121b，其从开口周缘部121a朝向燃烧器主体11侧(上方)弯曲；以及框凸缘部121c，其从侧板部121b的上端朝向外方伸出。并且，将框凸缘部121c夹入在主体凸缘部112和筐凸缘部22之间，此外，在框凸缘部121c和主体凸缘部112之间设置有衬垫7，从而确保了密封性。另外，在框凸缘部121c的下表面安装有隔热材料8。
多孔质体123由将耐热钢等的金属纤维层叠成毡状的无纺布构成。该无纺布123的混合气的流动方向下游侧的面亦即表面(下表面)由金属制的网状薄板125覆盖。构成无纺布123的金属纤维的粗度可以设定为35～100μm左右。因此，不需要：像上述以往例那样利用将金属纤维编织成针织状的织布来构成多孔质体的极细的金属纤维，从而能够使多孔质体123的成本变低廉。并且，即便附加网状薄板125，与以往例相比，也能够实现成本降低。另外，如果仅是无纺布123，在使用中金属纤维会散开而脱落，但是如果像本实施方式这样利用网状薄板125来覆盖无纺布123的表面，就能够防止从无纺布123脱落金属纤维。
此外，在燃烧板部12的组装时，首先，为了提高无纺布123和网状薄板125之间的密接性，将网状薄板125重叠在无纺布123的表面上的状态下进行压缩。然后，在将分布板124重叠于无纺布123的背面的状态下，将它们的周缘部以固定间隔点焊于燃烧器框121的开口边缘部121a。
如图5中点划线所示，在分布板124上设置有未形成分布孔124a的无孔部124b，且该无孔部124b是以带状例如纵横交叉的格子样式的带状来设置的。由此，能够使从燃烧板部12喷出的混合气在与无孔部124b对应的区域中进行回流，从而提高燃烧的稳定性。但是，如果无纺布123的厚度超过5mm，混合气就会在无纺布123内部分散开，由此从与无孔部124b对应的区域也会大量地喷出混合气。其结果，也就无法使混合气在与无孔部124b对应的区域中顺利地进行回流。另外，如果无纺布123的厚度小于1mm，在与分布孔124a对应的区域中通气阻力会过低。其结果，也就无法在与无孔部124b对应的区域中形成稳定火焰，容易发生离焰。因此，优选将无纺布123的厚度设定为1～5mm。
另外，在低负荷燃烧时，混合气在网状薄板125的附近燃烧，网状薄板125变得赤热。如果网状薄板125是由将金属的单线编织成网状的金属网来构成的，低负荷燃烧时的赤热就会导致网状薄板125呈现热膨胀，从无纺布123的表面凸鼓出网状薄板125。其结果，在网状薄板125与背面侧的无纺布123之间的间隙就会有混合气燃烧，导致耐久性被损害。
因此，在本实施方式中，如图7所示，是将多个耐热钢等的金属纤维125a(粗度100μm左右)进行捆扎而形成线材125b，再将线材125b编织成网状来形成网状薄板125。由此，将金属纤维125a进行捆扎而形成的线材125b是柔软的，所以，因为赤热导致的热膨胀就会通过线材125b的挠曲而被吸收，从而能够防止：从无纺布123的表面凸鼓出网状薄板125的情形。
并且，在本实施方式中，将网状薄板125的网格尺寸(网眼的最大宽度)W设定为小于或等于从燃烧板部12喷出的混合气的熄焰距离。例如，在燃料气体的种类为13A、且喷出空气过剩率为1.3的混合气的情况下，熄焰距离为2mm，将网格尺寸W设定为小于或等于2mm。由此，即便存在有从无纺布123的表面凸鼓出有网状薄板125的情况，火焰也不会被引入到网状薄板125与背面侧的无纺布123之间的间隙，从而能够防止因为混合气在该间隙处燃烧而导致耐久性变差的问题。
以上，参照附图，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，上述实施方式的全一次燃烧式燃烧器配置：燃烧器主体11的开放面111朝下，但同样地也能够将本发明应用于配置成该开放面111朝上的全一次燃烧式燃烧器。另外，在上述实施方式中，将多孔质体123设置成覆盖燃烧器框121的开口部122，但同样地也能够将本发明应用于：将多孔质体及分布板设制为圆筒状、且供给到该圆筒状的内部空间的混合气经由分布板的分布孔和多孔质体而向外方喷出的全一次燃烧式燃烧器。
