CN104747341A - 一种新型燃油加热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型燃油加热器，包括燃油汽化室、预热电加热器和燃烧室；燃油汽化室设有进油口、油气混合腔和燃油汽化室出口；预热电加热器设于燃油汽化室的油气混合腔内；燃烧室设有可燃气体入口、燃烧废气出口和点火装置；燃油汽化室出口与燃烧室的可燃气体入口之间具有一间隔区域，该间隔区域为从燃油汽化室输送出的燃油气体与空气的混合区域。该燃油器以汽油、柴油、煤油作为燃料，将燃油的气化和燃烧分开进行，使燃油充分燃烧，减少有害废气排放；不同于已有燃油加热器所采用的气化-燃烧瞬间同时进行的燃烧方式；并在低温下易点火启动，着火稳定，减小装置用电负荷，结构简单，启动、工作、关闭过程时微噪声，低排放，燃烧效率高。

Description

一种新型燃油加热器

技术领域

本发明涉及燃油***配套装置技术领域。更具体地，涉及一种新型燃油加热器。

背景技术

燃油加热器作为室内升温和车辆低温下启动预热的一种采暖设备，是利用燃料(汽油、柴油或煤油等)在专门燃烧加热机构中燃烧所产生的热量直接加热介质(一般为冷却液)，使介质循环流动后去采暖或预热发动机的装置。

汽车燃油加热器最早产生于20世纪40年代的欧洲，主要用于冬季预热发动机并供货车驾驶室取暖或客车车室取暖。其后产品迅速遍布欧洲及北美市场。我国的汽车燃油加热器与欧洲和北美相比发展较晚。随着国外环保法规的日趋严格以及乘客乘坐舒适性要求的提高，汽车法规中的空调技术对燃油加热器的燃油控制、排放控制以及噪音控制等提出了更高的要求。

目前国内外生产的燃油加热器工作原理如下：

电动机带动油泵、助燃风机及雾化器转动。油泵吸入的燃油经输油管送到雾化器，雾化后与助燃风机吸入的空气在主燃烧室内混合，被炽热的电热塞点燃，在燃烧室内燃烧后折返，经水套内壁的散热片，将热量传给水套夹层中的冷却介质；被加热介质在水泵(或热对流)的作用下，在整个管路***中循环，达到加热的目的。燃烧产生的废气由排烟口排出。

这种燃烧原理必然会带来一系列不可避免的问题：

1.燃油雾化问题：燃油(包括汽油、柴油、煤油等)是一种多烴物质，即由多种可燃分子组合而成。当燃油在没达到它的气化温度时，这些可燃分子紧密结合在一起；虽然人们用各种雾化方法(如高压喷射雾化或是离心式雾化)将燃油分解到极为细小的物质，但这种物理方法始终没有改变其固有的物质特性，仍然是各种可燃分子紧密结合在一起的多烃物质。这种由多种可燃气体分子紧密结合的物质需要外部给予较大能量使其分解成各个独立分子后才可燃烧(如电热塞等)，所以一般的电子点火器很难将其点燃。

2.助燃空气问题：燃油还有一个特性，即在外加能量(如电热塞等)下被分解为各个独立的可燃分子的同时，其体积在瞬间将扩大数百倍。虽然常规的燃油加热器配置了专门的助燃风机，但由于可燃物质在瞬间体积剧烈膨胀，助燃风机吸入的助燃空气在单位时间内远不能满足15:1的要求。

3.燃烧问题：由于燃油的气化和燃烧是在瞬间同时进行，燃烧室内压力会在瞬间突然增大，气流带着大量热能从排烟道迅排出，造成热能在燃烧室停留时间较短。

4.排放问题：助燃空气和可燃气体的比例不能满足充分燃烧的条件，必然会有很大一部分可燃气体不能燃烧而随着燃烧废气排入大气，因此会造成排出废气中含有较多的CO和碳氢化合物。

5.噪音问题：这种燃烧方式必然会导致燃油急剧气化时在燃烧室内产生较大的爆燃声

6.用电负荷问题：这种燃烧方式在启动过程、工作状态、关闭过程中需要较大的用电负荷，如功率较大的油泵、助燃风机及雾化器电动机，电热塞，油阀等，如应用于北方冬季汽车驻车取暖时对汽车电瓶电力消耗量较大。

综上所述通常的燃油加热器有以下的缺点：效率低；着火稳定性差；低温启动能力差；装置消耗电甁电能大；噪声大；排放污染较大；结构复杂故障率高；之所以会产生上述的一系列问题主要原因是因为没有将燃油的气化和燃烧分开进行的结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型燃油器，该燃油器以汽油、柴油、煤油作为燃料，将燃油的气化和燃烧分开进行，使燃油充分燃烧，减少有害废气排放；将多烃混合物燃油完全气化为独立易燃分子气体，像使用普通燃气那样点火、燃烧；不同于已有燃油加热器所采用的气化-燃烧瞬间同时进行的燃烧方式；并在低温下易点火启动，着火稳定，减小装置用电负荷，结构简单，启动、工作、关闭过程时微噪声，低排放，燃烧效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种新型燃油加热器，该燃油加热器包括燃油汽化室、预热电加热器、和燃烧室；

所述燃油汽化室设有进油口、油气混合腔和燃油汽化室出口；

所述预热电加热器设于燃油汽化室的油气混合腔内；

所述燃烧室设有可燃气体入口、燃烧废气出口和点火装置；

所述燃油汽化室的燃油汽化室出口与所述燃烧室的可燃气体入口之间具有一间隔区域，该间隔区域为从燃油汽化室输送出的燃油气体与空气的混合区域。

优选地，燃油汽化室的燃油汽化室出口与所述燃烧室的可燃气体入口之间的间隔区域设有辅助进气结构；该辅助进气结构固定在所述燃烧室的可燃气体入口处。

优选地，所述辅助进气结构为具有通孔的板型机构；所述通孔为圆台形通孔，该辅助进气结构的小孔面与所述燃烧室固定，所述圆台形通孔的小孔尺寸与所述燃烧室的可燃气体入口尺寸相同。

设置该辅助进气结构是为了增加进入燃烧室的助燃空气量，当可燃气体从气化室经预混管进入燃烧室时，该辅助进气结构和形状有利于更多助燃空气随可燃气体一道进入燃烧室，从而使助燃空气和可燃气体的比例更趋合理。

优选地，所述燃油加热器还包括预混管，所述预混管设于所述燃烧室的入口处，所述预混管的一端设置在所述燃烧室的可燃气体入口处，另一端向燃烧室的室内延伸。燃油汽化气经预混管进入燃烧室，同时将大量空气吸入预混管，在预混管中燃油汽化气体和吸入的空气进行充分预混后喷向燃烧室。

优选地，所述燃油加热器还包括气化室再加热装置；

所述加热装置设有进气口和出气口，所述进气口与所述燃烧室的燃烧废气出口相通，所述出气口罩在所述燃油汽化室的外部，同时该出气口与大气相通。气化室再加热装置可将燃烧室排出的废气加热，让带有热量的废气流经燃油汽化室，不断对燃油汽化室加热，使其温度始终保持在燃油气化温度以上；当流经燃油汽化室的排出废气使其温度维持在燃油气化温度时，预热电加热器便可停止工作。

优选地，所述燃油加热器还包括包裹在燃烧室外部的水箱；所述燃烧室与水箱之间充满介质；所述介质为冷却液；所述水箱上设有介质出口和进口。加热后的介质从水箱侧壁上端的出口通过循环泵运转出去预热发动机或采暖。

优选地，所述点火装置为普通燃气电子点火器。与常规的燃油加热器中采用电热塞点火不同，本发明采用的电子点火器的结构与电热塞相比简单且耗电功率小。

优选地，所述燃油加热器还包括供油泵，所述供油泵通过进油电磁阀和逆止阀与燃油汽化室的进油口连接。

本发明的有益效果如下：

1.本发明是一种完全不同于常规燃油加热器燃烧的方式，对燃油进行缓慢、可控燃烧，将燃油的气化和燃烧彻底分开进行，使得助燃空气和燃油气化气体能够很容易按最佳比例进行混合，保证了燃油充分燃烧，将燃油中的热量全部释放；由于燃油不会在燃烧室内爆燃，燃烧时燃烧室内压力较小，热能在燃烧室内停留时间较长，排气出口温度为250-300℃,燃油燃烧的效率得到提高；

2.装置燃烧的是燃油气化后的气体，在低温下极易点火启动，且着火稳定性好；燃油燃烧很彻底，CO＜10ppm，排气出口碳氢化合物浓度＜2ppm，烟度：无，对环境无害；

3.燃油的气化和燃烧分开进行，燃烧过程中没有燃油爆然的噪声，装置工作时噪音很小；

4.装置在正常工作时用电负荷不到10W，当应用在北方冬季发动机预热和驻车采暖时减少汽车电瓶的负担；

5.体积小，重量轻；

6.结构简单，故障率小，维护工作量小。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出燃油加热器的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种新型燃油加热器，该燃油加热器包括供油泵1，电磁阀2，逆止阀3，燃油汽化室4，预热电加热器5，预混管6，点火装置7，燃烧室8，气化室再加热装置9，介质10和水箱11。

燃油汽化室4设有进油口、油气混合腔和燃油汽化室出口；预热电加热器5设于燃油汽化室4的油气混合腔内；燃烧室8设有可燃气体入口、燃烧废气出口和点火装置；燃烧室8的可燃气体入口处设有预混管6，预混管6的一端设置在燃烧室8的可燃气体入口处，另一端向燃烧室8的室内延伸；

燃油汽化室4的燃油汽化室出口与燃烧室8的可燃气体入口之间具有一间隔区域，该间隔区域为从燃油汽化室输送出的燃油汽化气体与空气的混合区域；该间隔区域设有一辅助进气结构，该辅助进气结构固定在燃烧室8的可燃气体入口处，辅助进气结构为具有通孔的板型机构；通孔为圆台形通孔，该辅助进气结构的小孔面与燃烧室固定，圆台形通孔的小孔尺寸与燃烧室8的可燃气体入口尺寸相同，预混管6的一端设置在燃烧室8的可燃气体入口处，并与辅助进气结构相通，另一端延伸入燃烧室8室内；燃油汽化室4的燃油汽化室出口与该辅助进气结构对应，从燃油汽化室出口喷射出的燃油汽化气体经过辅助进气结构进入设于燃烧室8入口处的预混管6，同时将大量空气吸入预混管，在预混管6中燃油汽化气体和吸入的空气进行充分预混后喷向燃烧室8，燃烧室8设有点火装置7，用以引燃可燃的混合气体，点火装置7可选用电子点火器；气化室再加热装置9设有进气口和出气口，进气口与燃烧室8的燃烧废气出口相通，出气口罩在燃油汽化室4的外部，同时该出气口与大气相通，用以将燃烧产生的废气排出。

气化室再加热装置9可被燃烧室8排出的废气加热，让带有热量的废气流经燃油汽化室4，不断对燃油汽化室4再加热，使其温度始终保持在燃油气化温度以上；当流经燃油汽化室4的排出废气使其温度维持在燃油气化温度时，预热电加热器5便可停止工作。

该燃油加热器还包括包裹在燃烧室8外部的水箱11；燃烧室8与水箱11之间充满介质10；介质10为冷却液；水箱11上设有介质出口和进口。加热后的介质10从水箱11侧壁上端的出口通过循环泵运转出去预热发动机或采暖。

当燃油加热器工作时，预热电加热器5对燃油汽化室4进行预热，当燃油汽化室4温度达到汽化温度时，燃油泵1将液体燃油通过进油电磁阀2、逆止阀3进入燃油汽化室4，燃油汽化气经预混管6进入燃烧室8，同时将大量空气吸入预混管6，在预混管6中燃油汽化气体和吸入的空气进行充分预混后喷向燃烧室8，此时电子点火器7点火，混合气体在燃烧室8内充分燃烧，燃烧后的废气经气化室再加热装置9后排出。燃油汽化气体燃烧后将热能不断传递给燃烧室8的侧壁，使燃烧室8侧壁温度不断上升；燃烧室8侧壁又将热量传给水箱11和燃烧室8侧壁之间的介质10，介质10从水箱11侧壁下端设有的进口进入燃烧室8与水箱11之间的空间，受到燃烧室8传给水箱11的热量，介质10温度持续上升。此时循环泵运转，将介质10从水箱11侧壁的上端设有的出口送出去预热发动机或采暖。

排出废气通过气化室再加热装置9让带有热量的废气流经燃油汽化室4，不断对燃油汽化室4再加热，使其温度始终保持在燃油气化温度以上，当流经燃油汽化室4的排出废气使其温度维持在燃油汽化温度时，预热电加热器5便停止工作。

供油泵1通过进油电磁阀2和逆止阀3与燃油汽化室4的进油口连接,通过进油口，燃油可以连续不断的或间歇的进入燃油汽化室4。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种新型燃油加热器，其特征在于，该燃油加热器包括燃油汽化室(4)、预热电加热器(5)和燃烧室(8)；

所述燃油汽化室(4)设有进油口、油气混合腔和燃油汽化室出口；

所述预热电加热器(5)设于燃油汽化室(4)的油气混合腔内；

所述燃烧室(8)设有可燃气体入口、燃烧废气出口和点火装置(7)；

所述燃油汽化室(4)的燃油汽化室出口与所述燃烧室(8)的可燃气体入口之间具有一间隔区域，该间隔区域为从燃油汽化室输送出的燃油气体与空气的混合区域。

2.根据权利要求1所述的新型燃油加热器，其特征在于，所述燃油汽化室(4)的燃油汽化室出口与所述燃烧室(8)的可燃气体入口之间的间隔区域设有辅助进气结构；该辅助进气结构固定在所述燃烧室(8)的可燃气体入口处。

3.根据权利要求2所述的新型燃油加热器，其特征在于，所述辅助进气结构为具有通孔的板型机构；所述通孔为圆台形通孔，该辅助进气结构的小孔面与所述燃烧室固定，所述圆台形通孔的小孔尺寸与所述燃烧室(8)的可燃气体入口尺寸相同。

4.根据权利要求1所述的新型燃油加热器，其特征在于，所述燃油加热器还包括预混管(6)，所述预混管(6)设于所述燃烧室(8)的入口处，所述预混管(6)的一端设置在所述燃烧室(8)的可燃气体入口处，另一端向燃烧室(8)的室内延伸。

5.根据权利要求1所述的新型燃油加热器，其特征在于，所述燃油加热器还包括加热装置(9)；

所述加热装置(9)设有进气口和出气口，所述进气口与所述燃烧室(8)的燃烧废气出口相通，所述出气口罩在所述燃油汽化室(4)的外部，同时该出气口与大气相通。

6.根据权利要求1或2所述的新型燃油加热器，其特征在于，所述燃油加热器还包括包裹在燃烧室外部的水箱(11)；所述燃烧室(8)与水箱(11)之间充满介质(10)。

7.根据权利要求6所述的新型燃油加热器，其特征在于，所述介质为冷却液。

8.根据权利要求6所述的新型燃油加热器，其特征在于，所述水箱(11)上设有介质出口和进口。

9.根据权利要求1所述的新型燃油加热器，其特征在于，所述点火装置(7)为电子点火器。

10.根据权利要求1所述的新型燃油加热器，其特征在于，所述燃油加热器还包括供油泵(1)，所述供油泵(1)通过进油电磁阀(2)和逆止阀(3)与燃油汽化室(4)的进油口连接。