一种热电联产燃油加热器发明专利

专利名称：一种热电联产燃油加热器

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411038965.X

专利申请（专利权）人：中国北方发动机研究所
权利人地址：山西省大同市城区西花园街河西路3条1号

专利发明（设计）人：发明人:刘林,李耀宗,王子玉,李海鹰,李扬,朱伟青,杜磊,陈金昊,李玉峰

专利摘要：本发明提供了一种热电联产燃油加热器，包括加热器壳体、换热结构、燃烧室和鼓风结构；所述换热结构、燃烧室和鼓风结构设置在加热器壳体的内部；其中燃烧室安装至换热结构内部，鼓风结构安装至换热机构；所述燃烧室用于燃油燃烧以产生高温气体；所述鼓风结构用于引入两股空气，分别用于燃油燃烧和被换热机构加热。本发明能够提高燃油加热器换热效率，进而提高对空间加热的速率，同时实现自发电供电的功能。

主权利要求：
1.一种热电联产燃油加热器，其特征在于：包括加热器壳体、换热结构、燃烧室和鼓风结构；
所述换热结构、燃烧室和鼓风结构设置在加热器壳体的内部；其中燃烧室安装至换热结构内部，鼓风结构安装至换热机构；
所述燃烧室用于燃油燃烧以产生高温气体；
所述鼓风结构用于引入两股空气，分别用于燃油燃烧和被换热机构加热。
2.根据权利要求1所述的一种热电联产燃油加热器，其特征在于：所述换热结构包括换热结构壳体、内侧换热肋片、外侧换热肋片、温差发电片和排气管；所述内侧换热肋片设置在换热结构壳体内侧，所述外侧换热肋片设置在换热结构壳体外侧；所述温差发电片设置在外侧换热肋片端部，排气管连通内侧换热肋片和外部环境；
温差发电片一侧与外侧换热肋片连接，处于高温端，另一侧与加热器壳体进气口流入的常温空气接触，处于低温端，实现利用温度差发电。
3.根据权利要求2所述的一种热电联产燃油加热器，其特征在于：所述燃烧室包括进油管、进气口、点火针插孔和燃烧管道，燃烧通道的端部设置进气口，所述点火针插孔与进气口连通，所述进油管与点火针插孔连通；燃烧室还与排气管连通。
4.根据权利要求3所述的一种热电联产燃油加热器，其特征在于：所述鼓风结构包括进风口、进气管、驱动电机、前驱动风扇和后驱动风扇，所述前驱动风扇和后驱动风扇均连接至驱动电机的输出端，
进风口与前驱动风扇连通，进气管与后驱动风扇连通；
前驱动风扇用于将空气从进风口引入，并通向换热结构加热；
后驱动风扇驱动外界空气从进气管流入，再经进气口形成涡流通入燃烧管道用于燃烧。
5.根据权利要求2所述的一种热电联产燃油加热器，其特征在于：外侧换热肋片的结构为带孔曲面，所述带孔曲面的曲率半径为R，所述通孔的直径为d，且满足关系式：πd/R≤1。
6.根据权利要求2所述的一种热电联产燃油加热器，其特征在于：温差发电片与升压板、蓄电池、鼓风结构和点火针通过电线相连接。
7.根据权利要求4所述的一种热电联产燃油加热器，其特征在于：换热结构与鼓风结构之间，换热结构与燃烧室之间均设置有密封圈，用于燃烧室在加热器壳体中的密封。 说明书 : 一种热电联产燃油加热器技术领域[0001] 本发明属于燃油加热器领域，尤其是涉及一种热电联产燃油加热器。背景技术[0002] 燃油加热器是一种常见的加热设备，广泛应用于家庭、工业和商业领域。现有的燃油加热器通常采用直管式或平板式换热结构，传热效率较低，且容易产生局部过热现象，影响加热速率和使用寿命。同时，现有的燃油加热器大多依赖外部电源供电，无法在无电源环境下工作，限制了其应用范围。因此，如何提高燃油加热器的传热效率和实现自主供电能力成为了一个亟待解决的问题。发明内容[0003] 有鉴于此，本发明旨在提出一种热电联产燃油加热器，以解决现有技术中燃油加热器换热效率低和依赖外部电源供电的问题。[0004] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：[0005] 一种热电联产燃油加热器，包括加热器壳体、换热结构、燃烧室和鼓风结构；[0006] 所述换热结构、燃烧室和鼓风结构设置在加热器壳体的内部；其中燃烧室安装至换热结构内部，鼓风结构安装至换热机构；[0007] 所述燃烧室用于燃油燃烧以产生高温气体；[0008] 所述鼓风结构用于引入两股空气，分别用于燃油燃烧和被换热机构加热。[0009] 进一步的，所述换热结构包括换热结构壳体、内侧换热肋片、外侧换热肋片、温差发电片和排气管；所述内侧换热肋片设置在换热结构壳体内侧，所述外侧换热肋片设置在换热结构壳体外侧；所述温差发电片设置在外侧换热肋片端部，排气管连通内侧换热肋片和外部环境；[0010] 温差发电片一侧与外侧换热肋片连接，处于高温端，另一侧与加热器壳体进气口流入的常温空气接触，处于低温端，实现利用温度差发电。[0011] 进一步的，所述燃烧室包括进油管、进气口、点火针插孔和燃烧管道，燃烧通道的端部设置进气口，所述点火针插孔与进气口连通，所述进油管与点火针插孔连通；[0012] 燃烧室还与排气管连通。[0013] 进一步的，所述鼓风结构包括进风口、进气管、驱动电机、前驱动风扇和后驱动风扇，[0014] 所述前驱动风扇和后驱动风扇均连接至驱动电机的输出端，[0015] 进风口与前驱动风扇连通，进气管与后驱动风扇连通；[0016] 前驱动风扇用于将空气从进风口引入，并通向换热结构加热；[0017] 后驱动风扇驱动外界空气从进气管流入，再经进气口形成涡流通入燃烧管道用于燃烧。[0018] 进一步的，外侧换热肋片的结构为带孔曲面，所述带孔曲面的曲率半径为R，所述通孔的直径为d，且满足关系式：πd/R≤1。[0019] 进一步的，温差发电片与升压板、蓄电池、鼓风结构和点火针通过电线相连接。[0020] 进一步的，换热结构与鼓风结构之间，换热结构与燃烧室之间均设置有密封圈，用于燃烧室在加热器壳体中的密封。[0021] 相对于现有技术，本发明所述的一种热电联产燃油加热器具有以下优势：[0022] (1)本发明一种热电联产燃油加热器，外侧换热肋片为带孔曲面状肋片，该肋片能够促进气体发生湍流和增加固气之间的换热时间，进而实现强化换热。[0023] (2)本发明一种热电联产燃油加热器，能够提高燃油加热器换热效率，进而提高对空间加热的速率，同时实现自发电供电的功能。[0024] (3)本发明一种热电联产燃油加热器，外侧换热肋片上设置温差发电片，其产生的电量储存于蓄电池内，在燃烧器工作期间该蓄电池能够为点火针和驱动电机供电。附图说明[0025] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：[0026] 图1为本发明实施例所述的一种热电联产燃油加热器内部示意图；[0027] 图2为本发明实施例所述的换热结构示意图；[0028] 图3为本发明实施例所述的换热结构剖视图；[0029] 图4为本发明实施例所述的燃烧室示意图；[0030] 图5为本发明实施例所述的鼓风结构示意图。[0031] 附图标记说明：[0032] 1、换热结构；101、外侧换热肋片；102、内侧换热肋片；103、温差发电片；104、排气管；105、换热结构壳体；2、燃烧室；201、进油管；202、进气口；203、点火针插孔；204、燃烧管道；3、鼓风结构；301、进风口；302、驱动电机；303、前驱动风扇；304、后驱动风扇；305、进气管。具体实施方式[0033] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0034] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。[0035] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0036] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0037] 一种热电联产燃油加热器，如图1‑5所示，包括加热器壳体、换热结构1、燃烧室2和鼓风结构3；[0038] 所述换热结构1、燃烧室2和鼓风结构3设置在加热器壳体的内部；其中燃烧室2安装至换热结构1内部，鼓风结构3安装至换热结构1；[0039] 所述燃烧室2用于燃油燃烧以产生高温气体；[0040] 所述鼓风结构3用于引入两股空气，分别用于燃油燃烧和被换热机构加热。[0041] 换热结构1采用金属材料制成，换热结构1外侧换热肋片101的通孔采用激光打孔或机械加工的方式制成。[0042] 优选的，所述换热结构1包括换热结构1壳体、内侧换热肋片102、外侧换热肋片101、温差发电片103和排气管104；所述内侧换热肋片102设置在换热结构1壳体内侧，所述外侧换热肋片101设置在换热结构1壳体外侧；所述温差发电片103设置在外侧换热肋片101端部，排气管104连通内侧换热肋片102和外部环境；[0043] 温差发电片103一侧与外侧换热肋片101连接，处于高温端，另一侧与加热器壳体进气口202流入的常温空气接触，处于低温端，实现利用温度差发电，进而为点火针和鼓风机提供电源；所述温差发电片103将产生的电量储存于蓄电池内，所述蓄电池具有充放电功能，在燃烧器正常工作期间能够为燃烧室2的点火针和鼓风机供电。[0044] 所述外侧换热肋片101为带多个通孔的曲面状换热肋片。[0045] 所述燃烧器壳体上设有进风口301和出风口，且与换热结构1壳体外侧换热肋片101连通，即空气从进风口301流入燃烧器，经过带孔曲面状换热肋片加热后从出风口流出，所述进风口301的风量由控制面板控制鼓风机转速进行调节。[0046] 优选的，所述燃烧室2包括进油管201、进气口202、点火针插孔203和燃烧管道204，燃烧通道的端部设置进气口202，所述点火针插孔203与进气口202连通，所述进油管201与点火针插孔203连通；燃烧室2还与排气管104连通；[0047] 燃烧室2采用点火针点火，所述点火针一方面用以加热金属网，所述金属网用以加热与其接触的燃油，使燃油蒸发；另一方面高温点火针探头能够点燃燃油蒸汽混合气，从而实现燃油的蒸发和燃烧[0048] 所述高温气体向换热结构1壳体和内测肋片进行传热，进而热量传导至外侧换热肋片101，使得换热结构1具有高温特征，实现对流经外侧换热肋片101的空气进行加热；[0049] 优选的，所述鼓风结构3包括进风口301、进气管305、驱动电机302、前驱动风扇303和后驱动风扇304，[0050] 所述前驱动风扇303和后驱动风扇304均连接至驱动电机302的输出端，[0051] 进风口301与前驱动风扇303连通，进气管305与后驱动风扇304连通；[0052] 前驱动风扇303用于将空气从进风口301引入，并通向换热结构1加热；[0053] 后驱动风扇304驱动外界空气从进气管305流入，再经进气口202形成涡流通入燃烧管道204用于燃烧。[0054] 优选的，外侧换热肋片101的结构为带孔曲面，所述带孔曲面的曲率半径为R，所述通孔的直径为d，且满足关系式：πd/R≤1。[0055] 优选的，温差发电片103与升压板、蓄电池、鼓风结构3和点火针通过电线相连接。[0056] 优选的，换热结构1与鼓风结构3之间，换热结构1与燃烧室2之间均设置有密封圈，用于燃烧室2在加热器壳体中的密封。[0057] 工作原理：根据试验要求，设定控制面板进而确定进风量、进气量和进油量；控制面板控制驱动电机302，进而控制前驱动风扇303和后驱动风扇304，前驱动风扇303控制加热进风量，后驱动风扇304控制助燃进气量；驱动电机302根据加热器功率的不同需求而自动调整合理的转速，进而实现燃油的完全燃烧和合理的加热进风量；[0058] 燃烧室2内燃油采用点火针点火，所述点火针一方面用以加热金属网，所述金属网用以加热与其接触的燃油，使其蒸发；另一方面高温点火针探头能够点燃燃油蒸汽混合气，从而实现燃油的蒸发和燃烧；燃烧室2内燃油燃烧释放的热量，一部分加热换热结构1，一部分经排气口排出加热器；[0059] 换热结构1内侧换热肋片102将热量传导至外侧换热肋片101，进而对流经外侧换热肋片101的空气进行加热；采用带孔曲面状换热肋片，一方面通孔强化了空气的湍流，进而强化了固气之间的换热，另一方面曲面状结构增加了空气在燃烧器内的流动时长，同时增加了换热面积；带孔曲面状换热肋片从上述两个方面提高了燃烧器的换热效率，减少了局部过热现象；[0060] 温差发电片103设于外侧换热肋片101的端部，所述温差发电片103一面与高温外侧换热肋片101紧贴，处于高温侧，另一面与流入的常温空气接触，处于低温端，进而温差发电片103利用温度差发电，为可充放电蓄电池充电，在燃烧器正常工作期间能够为燃烧器的点火针和驱动电机302供电。[0061] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：山西

专利申请日期：2024-07-31

专利公开日期：2024-10-08

专利公告号：CN118746161A