具有增压功能的燃烧加热器的制作方法

1.本发明属于燃烧燃料加热设备技术领域，尤其涉及具有增压功能的燃烧加热器。


背景技术：

2.基于燃烧燃料的加热设备通过燃料燃烧产生热能，现有的此类设备多采用电机带动高速电风扇，将空气吹入燃烧室和燃料混合燃烧，从而产生的高温气体作为热源加以利用。
3.但是，这类燃烧加热设备，进入燃烧室的空气量受制于电风扇的功率和转速，空气流量较小，空气密度无法增加，使得供给燃料的氧气有限，燃料的燃烧速度和燃烧效率均受到了限制，尤其是在环境温度低且空气含氧量低的环境，如海拔较高的地区，现有设备引入燃烧室的空气温度较低，且无法为燃料燃烧提供足够的氧气，会导致燃料的燃烧速度和燃烧效率下降、供热效果变差。此外，现有设备还存在体积较大，功率密度小，产生的高温气体少的缺陷，因此无法作为高功率密度的大功率热源。


技术实现要素：

4.本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
5.本发明提出了具有增压功能的燃烧加热器，解决了现有的燃烧加热装置升温速度慢，体积过大的技术问题，该装置尤其适用于低温、低气压的环境，能提高燃烧速度和燃烧效率，实现快速升温供热，该装置具有燃烧稳定、功率密度大的优点，能在保证供热效果的同时，方便实现设备小型化，且该装置具有使用寿命长的优点。
6.本技术公开了一种具有增压功能的燃烧加热器，至少包括：
7.一燃烧机构，燃烧燃油以产生高温气体，所述燃烧机构进一步包括燃烧室，所述燃烧室的室壁开设有空气入口和高温气体出口；
8.一壳体，套设于所述燃烧机构外，所述壳体开设有进气口和排气口；
9.一压气机，固定安装于壳体内，且靠近所述进风口设置，以向所述燃烧机构供应增压后的空气；
10.一启动器，连接并驱动所述压气机的压轮转动；
11.一涡轮排气机构，固定安装于所述壳体内，且靠近所述排气口设置，以排出所述燃烧机构产生的高温气体；
12.一转轴，贯穿所述燃烧室，且两端分别安装有所述压轮和所述涡轮排气机构的涡轮，以使所述压轮和所述涡轮同步转动；及
13.一中间体；所述中间体进一步包括：
14.一支撑体，内设有机油容纳腔，且开设有进油口和出油口，
15.一轴承组件，所述转轴贯穿所述机油容纳腔，且通过所述轴承组件转动连接所述支撑体，所述支撑体内设有连通所述机油容纳腔与所述轴承组件的各轴承的油路，以向所
述轴承组件的各轴承供应润滑机油；
16.至少一个机油进管，出油端连接所述进油口，所述燃烧室侧壁对应所述机油进管开设第一安装孔，所述机油进管的进油端自所述第一安装孔穿出所述燃烧室；及
17.至少一个机油出管，进油端连接所述出油口，所述燃烧室侧壁对应所述机油出管开设第二安装孔，所述机油出管的出油端自所述第二安装孔穿出所述燃烧室。
18.在其中一些实施例中，所述支撑体一端固定连接所述压气机的扩压器。
19.在其中一些实施例中，所述轴承组件进一步包括：
20.一前滑动轴承，固定安装于所述支撑体内，且靠近所述压气机设置；
21.一止推轴承，设于所述支撑体内，位于所述前滑动轴承和所述扩压器之间，所述止推轴承套设于所述转轴上，且其轴承外圈可相对于所述转轴转动；及
22.一后滑动轴承，固定安装于所述支撑体内，且靠近所述涡轮排气机构设置；所述转轴贯穿所述支撑体，且通过所述前滑动轴承和所述后滑动轴承转动连接所述支撑体，所述支撑体内设有连通所述机油容纳腔与所述前滑动轴承、后滑动轴承和止推轴承的油路。
23.在其中一些实施例中，所述壳体对应所述机油进管开设第三安装孔，对应所述机油出管开设第四安装孔；所述机油进管的进油端依次穿过所述第一安装孔和所述第三安装孔，以穿出所述壳体，且所述机油进管密封连接所述第三安装孔；所述机油出管的出油端依次穿过所述第二安装孔和所述第四安装孔，以穿出所述壳体，且所述机油出管密封连接所述第四安装孔。
24.在其中一些实施例中，所述机油进管和所述机油出管均设为一个，且所述机油进管和所述机油出管相对于所述转轴的中轴线对称设置。
25.在其中一些实施例中，所述压气机和所述涡轮排气机构分设于所述燃烧室两侧，所述进气口、所述排气口、所述燃烧室、所述压轮、所述扩压器、所述涡轮、所述启动器的驱动轴和所述转轴的中轴线共线设置。
26.在其中一些实施例中，所述燃烧机构进一步包括：
27.一点火器，固定安装于所述燃烧室内；
28.至少一燃油管，用于供给燃油，及
29.多个燃油蒸发管，连接所述燃油管，且固定安装于所述燃烧室内。
30.在其中一些实施例中，所述启动器设于所述进气口外，所述扩压器设于所述压轮和所述燃烧室之间，所述转轴穿过所述扩压器以固定连接所述压轮。
31.在其中一些实施例中，所述燃烧室的室壁开设有多个所述空气入口，所述燃烧室与所述壳体间存在间隙，所述燃烧室与所述支撑体存在间隙，所述燃烧室与所述扩压器存在间隙，以供经所述压气机增压的空气经所述间隙进入所述空气入口。
32.在其中一些实施例中，所述高温气体出口为开设于所述燃烧室室壁的环形出风口，所述涡轮排气机构进一步包括一导叶，所述导叶固定安装于所述壳体内，所述导叶靠近所述环形出风口设置，且所述导叶设于所述涡轮和所述环形出风口之间，所述导叶的进风侧连通所述环形出风孔，所述导叶的出风侧连通所述涡轮的进风侧。
33.在其中一些实施例中，所述燃烧室侧壁为圆柱形，所述壳体为侧壁为圆柱形，所述启动器为转动电机。
34.在其中一些实施例中，所述启动器的驱动轴连接所述转轴的一端，以驱动所述压
轮和所述涡轮同步转动。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
36.如上所述的具有增压功能的燃烧加热器，属于燃烧燃料加热设备技术领域，解决了现有的燃烧加热装置升温速度慢，体积过大的技术问题，该装置尤其适用于低温、低气压的环境，能提高燃烧速度和燃烧效率，实现快速升温供热，该装置具有燃烧稳定、功率密度大的优点，能在保证供热效果的同时，方便实现设备小型化，且该装置具有使用寿命长的优点。具体而言：
37.1)在低温、低气压的环境，该加热装置通过压气机与涡轮的配合能够为燃烧机构提供充足的空气，压气机对空气做功还能够升高进入燃烧机构内的空气的温度，进而使燃油快速、充分、稳定燃烧，提高燃烧速度和燃烧效率，实现快速升温供热。
38.2)该装置采用中间体作为转轴的润滑冷却结构，相较于采用轴承等普通润滑结构，可有效延长装置的使用寿命，且为中间体供应机油的机油进管和机油出管穿设于燃烧室中，可对进入中间体的机油进行预热，从而在低温环境下保证机油的流动性，进而保证中间体对转轴的润滑效果，可进一步减少设备磨损，延长设备使用寿命。
39.3)该装置的功率密度，其产生的高温气体有温度高、流速高、流量大、静压大的特点，有利于实现设备小型化。
附图说明
40.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
41.图1为根据本发明实施例的具有增压功能的燃烧加热器的剖面结构示意图。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本发明应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本发明揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明公开的内容不充分。
44.在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
45.除非另作定义，本发明所涉及的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领
域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本发明所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本发明所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本发明所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本发明所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
46.本技术实施例提供了具有增压功能的燃烧加热器，图1根据本发明实施例的具有增压功能的燃烧加热器的剖面结构示意图。参考图1所示，该燃烧加热器至少包括一种具有增压功能的燃烧加热器，至少包括燃烧机构1，壳体3，压气机4，连接并驱动压气机4的压轮41转动的启动器5，涡轮排气机构6，转轴2和中间体7，燃烧机构1燃烧燃油以产生高温气体作为该加热器产生的热源，燃烧机构1具体包括燃烧室11，燃烧室11的室壁开设有空气入口15和高温气体出口；壳体3套设于燃烧机构1外，壳体3开设有进气口31和排气口32；压气机4固定安装于壳体3内，且靠近进风口31设置，以向燃烧机构1供应增压后的空气；空气流过压气机4时，压气机4的压轮41和扩压器42对气流做功，使气流的压力，温度升高，以向燃烧机构1供应增压后的空气，从而提高进入燃烧机构1内的空气量和温度，以为燃油燃烧提供充足、温度较高的空气，从而使燃烧机构内的燃油快速、充分、稳定燃烧；涡轮排气机构6固定安装于壳体3内，且靠近排气口32设置，以排出燃烧机构1产生的高温气体；
47.转轴2贯穿燃烧室11，且两端分别安装有压轮41和涡轮排气机构6的涡轮61，以使压轮41和涡轮61同步转动；为了适应低温使用环境，延长设备使用寿命，中间体7的结构至少包括：支撑体71，轴承组件，至少一个机油进管76和至少一个机油出管；支撑体71内设有机油容纳腔72，且开设有进油口和出油口，转轴2贯穿机油容纳腔72，进油口通过机油进管76连接外部机油供应装置，以向中间体供应机油，润滑和冷却转轴2，出油口连接机油出管，已将冷却润滑过转轴的机油排出中间体7，从而保证冷却效果，转轴2通过轴承组件转动连接支撑体71，支撑体71内设有连通机油容纳腔72与轴承组件的各轴承的油路78，以向轴承组件的各轴承供应润滑机油；机油进管76的出油端连接进油口，燃烧室11侧壁对应机油进管76开设第一安装孔，机油进管76的进油端第一安装孔穿出燃烧室11；机油出管77进油端连接出油口，燃烧室11侧壁对应机油出管77开设第二安装孔，机油出管77的出油端自第二安装孔穿出燃烧室11。
48.上述燃烧加热器，应用于低温、低气压的环境，通过压气机4和涡轮排气机构6的涡轮61配合增压进入燃烧室的空气，为燃料燃烧提供充足的空气，压气机4对空气做功还能够升高进入燃烧机构内的空气的温度，进而能够为燃烧机构1提供具有较高温度和密度的增压空气，使燃油快速、充分、稳定燃烧，提高燃烧速度和燃烧效率，实现快速升温供热，该装置采用中间体7作为转轴2的润滑冷却结构，相较于常规的轴承结构，能给起到更好的转轴2润滑冷却效果，延长装置的使用寿命，同时，环境温度过低时，会降低机油的流动性影响润
滑效果，采用上述结构，机油进管76穿过燃烧室11后再进入中间体7，可在机油进管76中对机油进行预热，降低机油粘度，降低滑动轴承阻力，进而降低燃烧加热器的转轴运行阻力，减小了燃烧热转换为机械能的比例和设备磨损。从而在低温环境下，确保中间体的润滑效果，进一步减少磨损，延长装置使用寿命。此外，该装置还具有功率密度大的优点，能够在保证供热效果的同时，实现设备小型化。
49.其中，支撑体71一端固定连接压气机4的扩压器42，扩压器42固定安装于壳体3内。具体的，启动器5设于所述进气口外，以避免阻碍进气口31进气，扩压器42设于压轮41和燃烧室11之间，转轴2穿过扩压器62以固定连接压轮41。具体的，启动器5的驱动轴连接转轴2的一端，以在装置开启阶段驱动压轮41和涡轮61同步转动。
50.其中，为了确保转轴2的润滑效果和装置的使用寿命，中间体7的轴承组件的具体结构包括前滑动轴承73、止推轴承74和后滑动轴承75；前滑动轴承73固定安装于支撑体71内，且靠近压气机4设置，后滑动轴承75固定安装于支撑体71内，且靠近涡轮排气机构6设置，转轴2贯穿支撑体71内的机油容纳腔72，转轴2通过前滑动轴承73和后滑动轴承75转动连接支撑体71，机油密闭的机油容纳腔72中流动以润滑冷却转轴2；止推轴承74设于支撑体71内，位于前滑动轴承73和扩压器42之间，止推轴承74套设于转轴2上，且其轴承外圈可相对于转轴2转动；后滑动轴承75固定安装于支撑体71内，且靠近涡轮排气机构6设置。中间体7除了采用上述结构外也可采用其他的具有机油容纳腔72内润滑油和轴承组件配合的润滑冷却结构，例如采用涡轮增压器的中间体结构。
51.其中，为了方便机油进管76和机油出管77连接外置设备，壳体3对应机油进管76开设第三安装孔，对应机油出管77开设第四安装孔；机油进管76的进油端依次穿过第一安装孔和第三安装孔，以穿出壳体3，且机油进管76密封连接第三安装孔，以保证壳体3侧壁的密封性；机油出管77的出油端依次穿过第二安装孔和第四安装孔，以穿出壳体3，且机油出管77密封连接第四安装孔，以保证壳体3侧壁的密封性。
52.具体的，机油进管76和机油出管77可设为一个或多个，例如，如图1所示，机油进管76和机油出管77均设为一个，且机油进管76和机油出管77相对于转轴2的中轴线对称设置。
53.其中，为了保证设备稳定性，压气机4和涡轮排气机构6分设于燃烧室11两侧，且壳体3、进气口31、排气口32、燃烧室11、压轮41、扩压器42、涡轮61、涡轮排气机构6的导叶62、启动器5的驱动轴和转轴2的中轴线共线设置。
54.其中，燃烧机构1的具体结构还包括：固定安装于燃烧室11内的点火器12，至少一条用于连接外置的燃油供应设备以供应燃油的燃油管14，以及多个燃油蒸发管13；燃油蒸发管13连接燃油管14，且固定安装于燃烧室11内。
55.其中，为了保证增压空气充分进入燃烧室11，燃烧室11的室壁开设有多个空气入口15，燃烧室11与壳体间存在间隙，燃烧室11与支撑体71间存在间隙，燃烧室11与扩压器42间存在间隙，以供经压气机4增压的空气经该间隙进入空气入口15。
56.其中，高温气体出口开设于燃烧室11室壁，且靠近涡轮排气机构6设置，涡轮排气机构6的导叶62固定安装于壳体3内，导叶62设于涡轮61的进风侧和高温气体出口之间，导叶62的进风侧连通(通过气流连接)高温气体出口，导叶62的出风侧连通(通过气流连接)涡轮61的进风侧，以将燃烧室11排出的高温气体引入涡轮61中，经涡轮61输出加热装置。
57.具体的，高温气体出口为开设于燃烧室11室壁的环形出风口，导叶62靠近环形出
风口设置。
58.具体的，燃烧室11侧壁为圆柱形，壳体3为侧壁为圆柱形，
59.具体的，启动器5可设为转动电机。
60.采用上述结构的加热器的工作过程可通过以下方式实现：开启启动器5以启动压气机，进入进气口31的空气在高速转动的压气机4的压轮41中形成高速空气流，被推进扩压器42，在扩压器42中，高速空气流的流速减慢、压力升高、温度升高，形成低速高压高温的空气流，然后进入壳体3、燃烧室11和支撑体71之间的空间，并通过燃烧室11的空气入口15进入燃烧室11和燃烧室11内燃料供给组件产生的燃油雾混合并燃烧，产生具有高温高压的高温气体，高温气体通过燃烧室11的高温气体出口排出，进入导叶62，高温气体进一步进入涡轮61膨胀做功，推动涡轮61高速转动，涡轮61同轴带动压轮61高速转动，进而将更多的空气继续压入燃烧室11中和燃油混合燃烧，如此循环往复。燃烧室11产生的高温气体在涡轮61膨胀做功后经过排气口32排出，排气口32排出的高温气体作为加热装置的热源进行使用，具有温度高、流速高、流量大、静压大的优点。
61.本领域技术人员可以理解，图1中示出的具体结构并不构成对本发明加热器的限定，本发明可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。例如，中间体7可设为如图1所示的结构，也可设为其他可实现转轴冷却润滑的转轴润滑结构，如采用现有涡轮增压器的中间体结构等。
62.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
63.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。