CN100351573C - 燃烧管及具备该燃烧管的气体燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃烧管，能够兼顾耐热耐久性和加工质量，容易且稳定地加工成复杂的形状，而且制造成本低。本发明的特征是：一边分别由各个辊在中央使高加工性的第2金属原材料(铁类)、在其两侧使高耐热性的第1金属原材料(SUS系)行走，一边使板端彼此对接，用激光焊接形成作为一体物的金属平板材料。用冲压成形机冲压成形一对板材构件的凹部，同时沿外形线切断。沿折曲线折曲，使两板材构件相对向密合接合。由第2金属原材料部分的凹部形成气体通道，由第1金属原材料部分的凹部形成火焰孔。

Description

燃烧管及具备该燃烧管的气体燃烧器

技术领域

本发明涉及例如供热水装置或燃烧装置等气体燃烧器中所用的、将冲压成形的金属板材彼此接合形成的燃烧管，以及具备这种燃烧管的燃烧器。

背景技术

历来，作为气体燃烧器中使用的燃烧管，公知有将配置在内部的内板和外板重合，由侧面进行点焊接或激光焊接，使其相互结合成一体而形成的燃烧管(例如参照特开平7-158822号公报)。因此，是在一块金属原料板上施加冲压成形，形成上述内板和外板，再将它们重合组装、进行上述焊接而制成。

可是，在上述过去的燃烧管中，构成燃烧管整体的板是用一块具有同样高耐热性材质(例如不锈钢类材料)的金属板原料经冲压成形而形成的。因此，不能对比较硬且加工性差的上述材质通过冲压成形形成火焰孔、气体通道等复杂的凹部和凹沟。由于这种情况，所以难以稳定并以准确的形状制造具有特别复杂形状的气体通道等，还会产生裂纹等，导致成品率的降低。而且由于使用高价材质的原料，所以有以下这样的倾向：燃烧管自身的制造成本(材料成本)增高，配设燃烧管的燃烧器自身的制造成本也提高。

发明内容

本发明就是鉴于这样的情况，目的在于提供一种能兼顾确保耐热性和提高加工质量、即使形状复杂也能容易并且稳定地进行加工、并且还能够使制造成本降低的燃烧管及燃烧器。

为了达成上述目的，本发明采用的基本解决手段是：不由一种原材料形成构成燃烧管火焰孔和气体通道等的壁材；作为形成火焰孔和气体通路等的材料，由具有各自必要特性的相互不同的原材料形成。

在涉及燃烧管的第1发明中，采用的具体解决措施是：将在一方或双方上形成与气体通道及火焰孔有对应形状的凹部的板材构件彼此对向接合，在上述两板材构件间，以形成气体通道及火焰孔的燃烧管为对象，在形成上述凹部的至少一方的板材构件中，由具有对应其各部位选择的特性的金属原材料形成构成上述气体通道及火焰孔的各部位，由将具有相互不同特性的多种板状金属原材料连结成一体的一块金属平板材料，形成其整体作为上述板材构件。

按照上述第1发明，可以在构成火焰孔和气体通道的各个部位，由具有适宜特性的金属原材料作为其火焰孔或气体通道的构成材料，从而形成构成燃烧管的板材构件。也就是说，可以分别由例如耐高热性优良的金属原材料作为构成火焰孔的部位、由例如适于复杂形状加工的金属原材料作为构成气体通道的部位而形成。藉此，既能够维持作为燃烧管的耐热耐久性，又能够以良好的精度容易地形成复杂的形状，结果可以制造、提供性能质量优良的燃烧管。这样，由于不必对板材构件整体使用具有高耐热性的金属材料，所以还能够谋求材料费用减低而带来的制造成本的降低。

另外，上述的“对应各部位选择的特性”，是考虑了最适宜特性及材料成本上可容许特性等而选择的特性。另外，将仅一方上形成与上述气体通道及火焰孔有对应形状的凹部的板材构件、与平面状的板材构件相对向接合的场合，只要是使形成上述凹部一方的板材构件由上述本发明规定的金属平板材料形成即可，将在一对板材构件双方上形成上述凹部，再将这两块板材构件相对向接合的场合，只要同时由上述规定的金属平板材料形成双方的板材构件即可。

作为将第1发明更加具体化的例子，可以由比第2金属原材料的耐热性高的第1金属原材料和比第1金属原材料的加工性高的第2金属原材料组合形成上述金属平板材料，通过冲压成形分别在由上述第1金属原材料构成的部分上形成构成上述火焰孔的部位(例如气体通道及其近旁的部位)，在由上述第2金属原材料构成的部分上形成构成上述气体通道的部位(例如火焰孔及其近旁的部位)。这样，能够对应构成火焰孔或气体通道的各部位，具体实现应当选择的金属原材料的特性，借此能够更进一步确实地实现本发明的作用和效果。

另外，若是要由其制造方法的观点出发具体指定本发明燃烧管的板材构件所采用的金属平板材料时，可以在同一平面上将相互特性不同的多种板状金属材料在端缘彼此对焊，连结成一体制造上述金属平板材料。这样，能够确实地由各部位具有不同特性的相互不同的多种金属原材料，形成板材构件的金属平板材料。此时若是要将对焊具体化，可以对上述多种板状金属材料进行设定，使得将各端缘延伸成一条直线状、并使上述金属平板材料的对焊部位延伸成一条直线状；另外对上述对焊部位进行设定，使其位于构成火焰孔的部位和构成气体通道的部位之间的上述各部位形状变化最小的位置。这样，一方面能够使对焊部位延伸部分的质量稳定，以谋求焊接部位存在的板材构件的质量稳定，另一方面还能够排除万一因存在对焊部位造成的不良影响。另外，上述对焊既可以采用TIG焊接(惰气保护钨极电弧焊接)等进行，也可以通过激光焊接进行。即，通过采用使金属原材料母材自身熔融而互相熔合的如上所述的焊接法，可以不包含焊接材料等其它材质而仅由本来的金属原材料形成板材构件。

在涉及气体燃烧器的第2发明中，采用的解决对策是：具备以上说明的第1发明的燃烧管。该第2发明的场合，燃烧管一面维持对高温的耐热耐久性，一面由于加工性的提高而具备以优良的尺寸精度形成的气体通道等，因此能够提供在燃烧性能质量不波动、质量稳定的气体燃烧器。而且由于燃烧管制造成本降低，还可以谋求气体燃烧器整体制造成本的降低。

附图说明

图1是使用本发明实施方式的供热水器装置的简略剖面说明图。

图2是燃烧管和分流管的分解立体图。

图3是燃烧管的俯视图。

图4是用于说明图3的燃烧管的制造方法的平面说明图。

图5是说明与图4不同的制造法的相当图4的图。

具体实施方式

以下根据附图说明本发明的实施方式。

图1显示具备本发明实施方式的气体燃烧器的气体瞬间式供热水器。1是外壳，1a是外壳1的前面盖，2是供给燃烧用空气的送风风扇，3是内装燃烧喷嘴的燃烧罐体，4是配设在燃烧罐体3上侧、省略内部图示的配有热交换器的热交换罐体。在上述热交换器中通入自来水，在燃烧罐体3中由燃烧热加热得到的热水被导出，对龙头等供给热水。

在上述燃烧罐体3内，沿图1的深入方向(与图1纸面垂直的方向)，平行配设构成燃烧喷嘴的2个以上的规定数目的燃烧管(喷嘴头)5。在这些燃烧管5和燃料气体供给系统6之间，夹装分流管(前管)7。来自燃料气体供给系统6的燃料气体通过该分流管7各自分流供给各燃烧管5。

如图2所示，上述各燃烧管5具备：气体通道51，它具有向分流管7的喷嘴部71前端的开口511，而且对向该喷嘴部71配置；和火焰孔52，它向上方开口，通过在上述气体通道51导入的燃料气体和空气的混合气体中再卷入空气而进行燃烧。另外，在图2中，作为燃烧管5仅图示出1个而省略了其它图示，但对上述喷嘴部71、71、……，每1个都以相隔一定间隙的状态连接1个燃烧管5。

上述燃料气体供给系统6将图外的城市煤气管道或煤气瓶压送的燃料气体供给上述分流管7原气体供给口72、72(参照图2)，供给的燃料气体经分流管的内部通道由上述各喷嘴部71向上述各燃烧管5的气体通道51的开口511喷出。在燃料气体向上述开口511喷出时，将送风风扇2(参照图1)压入燃烧罐体3内的空气由上述间隙卷入，形成混合气体，对着气体通道51导入。

图3详细示出了上述各燃烧管5。该燃烧管5的构成至少包括一对板材构件8、8，以相对向的状态重合接合形成该对板材构件8、8(同时参照图1)。对后述的预定的金属平板材料9施加冲压成形，在上述各板材构件8上形成上述气体通道51或各火焰孔52的凹部81、82，将这一对板材构件8、8相对向接合，在上述两凹部81、81、82、82间分隔形成气体通道51和各火焰孔52。在各板材构件8中，上述凹部81与构成气体通道51的部位相当，上述凹部82与构成各火焰孔52的部位相当。

以下作更详细的说明，在上述各板材构件8中，凹部81形成沟状，其上游端侧由气体通道51的开口511开放，由相当于该开口511的部分向一侧延伸，然后向图3的上方弯曲，下游端侧向宽度方向(图3的左右方向)扩展而形成。另一方面，凹部82与上述凹部81的下游端侧连通，分隔成各火焰孔52并向图3的上方开口而形成。

而且，上述各板材构件8，在上述各火焰孔52部分和气体通道51部分之间，夹着延伸成一条直线状的边界83，由具有高耐热性的第1金属材料形成火焰孔52侧的区域(图3中以平面线图示的区域)、由具有高加工性的第2金属材料形成气体通道51侧的区域。也就是说，构成各火焰孔52的部分由具有高耐热性的材料形成，以谋求确保耐热耐久性，另一方面，构成气体通道51的部分则与耐热性相比更重视加工性，以确保冲压成形形成的气体通道51用的复杂凹部81的形状和尺寸精度。作为上述第1金属原材料，可采用不锈钢类材料(例如SUS430等)，作为第2金属原材料，可采用铁类材料(例如渗铝钢等)。

另外，上述边界83的位置按如下原则设定：在板材构件8上冲压成形形成的凹部82或81的凹凸形状变化最小的位置上，延伸成为一条直线状。在图3所示的场合，是按照如下原则设定：边界83延伸到凹部82和81交界线部分的除宽度方向两侧端部附近并且大半形成凹底的位置。

为了形成这样的燃烧管5，只要进行以下工序即可：将上述第1及第2两块金属原材料作成一体，成为一块金属平板材料的工序；对成为一体的金属平板材料冲压成形，形成上述凹部81、82的形状、及由上述金属平板材料切断形成板材构件8的工序；和其后将板材构件8、8接合组装成燃烧管的工序。

具体说明如下，图4示出了对一对板材构件8、8在下缘部84(参照图3)连续的一体物进行冲压成形的情况。首先，在中央位置由辊卷出板带状的第2金属原材料92，另一方面，在该第2金属原材料92的两端位置同样由辊分别卷出板带状的第1金属原材料91(参照图4带剖面线的板带部分)，由各辊侧(图4的右侧)以一定速度使3块金属原材料91、92、91流动到下游侧(同图的左侧)。然后，在同一平面上将相邻接的板端彼此对接，用激光焊接机10、10激光焊接该对接部，进行对焊。藉此使对焊部位11、11以向下游侧延伸成一条直线状的状态形成一体的金属平板材料9。

接着，一边使上述金属平板材料9以一定速度流动到下游侧，一边与其同步地使省略图示的冲压成形机工作，在预定位置形成凹部81、81、82、82，然后沿外形线12切断。此时，按照上述各焊接部位11位于图3的边界83的位置，设定上述冲压成形机和金属平板材料9的相对位置关系。

然后沿折曲线84a折曲，使两板材构件8、8相对向互相密合接合，此外，以将一方接合凸缘部851～855折曲而裹入另一方的方式密合接合。用以上方法形成燃烧管5。

按照以上的叙述，由于对具有高加工性的第2金属原材料92冲压成形构成气体通道的凹部81，所以能够以高尺寸精度进行加工，形成形状正确的凹部81。藉此，能够防止加工质量的波动和不合格品的发生，并且实现了设计的形状，从而能够发挥设计的燃烧性能。而且由于用具有高耐热性的第1金属原材料91形成构成火焰孔部的凹部82，所以能够如从前那样维持燃烧管5的耐热耐久性。

另外，作为燃烧管5，在将其它内板材构件夹装在相互接合的一对板材构件8、8之间时，对于这些内板材构件，与所述各板材构件8相同，优选通过第1金属原材料形成火焰孔52侧的区域，通过第2金属原材料形成气体通路51侧的区域。

再有，本发明不受上述实施方式的限定，而是包括其它各种实施方式。即，上述实施方式虽然显示了将一对板材构件作为一体物进行冲压成形的情况，但是并不限于此，也可以分别对每一块板材构件8冲压成形。此时，例如可以象图5所示那样，将一块板带状的第1金属原材料91和一块板带状的第2金属原材料92相邻接由图5的右侧流动到左侧，用激光焊接机10将板端彼此对焊以形成金属平板材料9a。然后用与一块量的板材构件8相当的冲压模具冲压成形凹部81、82，再沿外形线12a切断，并与同样冲压成形切断的其它板材构件8接合。

另外，在上述实施方式中说明了一边使板带状的金属平板材料9、9a流动(即一边行走)，一边冲压成形的情况，但不受其限定，也可以采用其它工序形成具有预定长度的矩形金属平板材料、在后步工序中将该金属平板材料每一块分别冲压成形。

Claims (6)

1.一种燃烧管，将在一方或双方上形成与气体通道及火焰孔有对应形状的凹部的板材构件彼此对向接合，在上述两板材构件间形成气体通道及火焰孔，其特征在于，

在形成上述凹部的至少一方的板材构件中，构成上述气体通道及火焰孔的各部位由具有对应其各部位选择的特性的金属原材料形成，上述板材构件由具有相互不同特性的多种板状金属原材料连结成一体的一块金属平板材料形成。

2.根据权利要求1所述的燃烧管，其特征在于，

上述金属平板材料由第1金属原材料和第2金属原材料两种材料形成，所述第1金属原材料的耐热性比所述第2金属原材料的耐热性高，而所述第2金属原材料的加工性比所述第1种金属原材料的加工性高；

通过冲压成形，分别在由上述第1金属原材料构成的部分上形成构成上述火焰孔的部位；在由上述第2金属原材料构成的部分上形成构成上述气体通道的部位。

3.根据权利要求1或2所述的燃烧管，其特征在于，上述金属平板材料是在同一平面上将相互特性不同的多种板状金属材料在端缘彼此对焊，连结成一体所形成的。

4.根据权利要求3所述的燃烧管，其特征在于，对上述多块板状金属材料的各端缘进行设定，使得延伸成一条直线状，且使上述金属平板材料的对焊部位延伸成一条直线状，而且

对上述对焊部位进行设定，使其位于构成火焰孔的部位和构成气体通道的部位之间的上述各部位形状变化最小的位置。

5.根据权利要求3所述的燃烧管，其特征在于，用激光焊接进行对焊。

6.一种气体燃烧器，其特征在于，具备权利要求1～5中任一项所述的燃烧管。

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