專利名稱：新型熱煙測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用模擬火源和發(fā)煙裝置對建筑煙氣控制系統(tǒng)在火災(zāi)情況 下的性能表現(xiàn)進(jìn)行試驗測試的熱煙測試裝置。
背景技術(shù)：
建筑物一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅會造成大量的財產(chǎn)損失，而且會對人員安
全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，據(jù)統(tǒng)計，在建筑火災(zāi)中約75-85 %的死亡人數(shù)是由于煙氣 窒息引起的。因此，建筑物的煙氣控制系統(tǒng)在火災(zāi)中扮演著重要的角色， 而其性能評價就顯得十分必要。
現(xiàn)有的建筑火災(zāi)煙氣控制系統(tǒng)性能評價的熱煙測試裝置主要是基于澳 大利亞熱煙測試標(biāo)準(zhǔn)AS 4391-1999。其中，^t擬火源采用了曱醇作為燃料， 在鋼制的燃料盤中燃燒，外包水浴保證燃燒的穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用中，現(xiàn) 有裝置在以下方面存在明顯缺陷
(1) 現(xiàn)有的裝置采用曱醇作為燃料，由于曱醇具有一定的毒性，在使 用中如果誤入口、眼，將對實驗人員造成嚴(yán)重傷害，燃燒產(chǎn)生的甲醛和甲 酸也對健康不利；同時，甲醇池火在應(yīng)用過程中也可能出現(xiàn)泄露、傾覆等 意外情況，引發(fā)火勢蔓延，導(dǎo)致事故災(zāi)難；
(2) 甲醇池火的功率主要由其面積決定， 一定面積的池火對應(yīng)一定的 火源功率，火源功率無法連續(xù)可調(diào)。若需要使用多個不同功率的火源，則 需要制作相應(yīng)個數(shù)不同面積的曱醇池火盤，使用、攜帶均不方便；燃燒過 程難以控制，若加入的燃料量較少，則可能難以保證足夠的燃燒時間，若 加入過量，則在已達(dá)到試驗?zāi)康臅r又無法將其中途熄滅。
(3) 在澳大利亞熱煙測試標(biāo)準(zhǔn)中，并沒有對模擬煙源的形式進(jìn)行規(guī)定， 配套使用的發(fā)煙爐較為笨重，移動不便。
目前，國內(nèi)進(jìn)行熱煙試驗，主要采用了煙餅燃燒和舞臺發(fā)煙機的形式。 煙餅產(chǎn)生的煙氣具有一定的刺激性和腐蝕性。舞臺煙機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)煙連續(xù)性較差，耐熱性也比較差。這就要求找到一種新的既保留二者優(yōu)點、 又?jǐn)P棄二者缺點的新型發(fā)煙方式。
這些問題的存在對于熱煙測試的推廣和應(yīng)用起到4交大的負(fù)面影響，迫 切需要對于模擬火源的基本形式和實現(xiàn)方式進(jìn)行根本性的革新。綜上所述， 完善的熱煙測試技術(shù)應(yīng)包含安全清潔的模擬火源，應(yīng)用〗更捷、適用性廣泛
的煙氣發(fā)生裝置，而現(xiàn)有的熱煙測試技術(shù)并不能滿足這些要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決模擬火源的不安全性，并強化對模擬火源的控制；解決模擬 煙源的不穩(wěn)定性和不耐熱性，本發(fā)明提供一種以液化石油氣作為燃料，并
形成面狀的預(yù)混燃燒火焰的新型熱煙測試裝置。
本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)解決方案如下
新型熱煙測試裝置包括一臺以上的燃燒器和一臺以上的發(fā)煙機構(gòu)；
所述燃燒器，包括箱形框架，框架內(nèi)底部設(shè)有貫穿框架底部的進(jìn)氣管， 進(jìn)氣管的一端外伸，進(jìn)氣管上方均布設(shè)有兩根以上的噴管；每根噴管通過 支管連通著進(jìn)氣管，每根噴管的上部管壁上均布著噴嘴，每根噴管的上方 罩設(shè)有條狀遮罩板；所述遮罩板上均布設(shè)有預(yù)混噴嘴，且預(yù)混噴嘴與噴管 上的噴嘴相對應(yīng)；進(jìn)氣管的外伸端連通著燃?xì)夤艿溃?br> 所述燃?xì)夤艿郎弦来未?lián)設(shè)有減壓閥、總閥、流量計和單元閥，在流 量計和總閥之間并聯(lián)壓力表；
所述發(fā)煙機構(gòu)包括發(fā)煙托盤和擋煙罩，發(fā)煙托盤的底面通過伸縮套管 連接著底座；擋煙罩為一側(cè)面敞口的倒置燈罩狀，擋煙罩罩設(shè)在發(fā)煙托盤 上方，敞口朝向燃燒器方向，且敞口外緣距燃燒器邊緣距離為180-250毫 米。
所述噴管上均布的噴嘴直徑為1-2毫米。 進(jìn)氣管上方均布^:有四根噴管。
所述預(yù)混噴嘴下部為圓柱管狀，上部為逐漸變窄的夾壁狀窄縫噴口 ， 窄縫噴口的縫寬為0.8-1.2毫米。
所述遮罩板兩側(cè)長邊向下彎曲，其上均布著15個預(yù)混噴嘴。所述四臺燃燒器的進(jìn)氣管分別通過燃?xì)庵Ч懿⒙?lián)連通著燃?xì)夤艿?，?br> 條燃?xì)庵Ч苌弦来卧O(shè)有單元閥和流量計；所述四臺燃燒器呈田字形排布， 田字形排布的四臺燃燒器兩側(cè)分別配合設(shè)有 一 臺發(fā)煙機構(gòu)。
本發(fā)明的模擬火源采用氣體燃燒器，利用液化石油氣作為燃料，液化 石油氣由軟管經(jīng)由燃?xì)夤艿酪脒M(jìn)氣管，分流進(jìn)入噴管，液化氣石油氣從 每個噴管的噴嘴噴出，巻吸外部的空氣， 一同上升進(jìn)入遮罩板上預(yù)混噴嘴 下部的圓柱管狀的預(yù)混腔，形成預(yù)混可燃?xì)怏w，并從預(yù)混噴嘴上部的夾壁 狀窄縫噴口噴出，在預(yù)混噴嘴外點火，即可形成穩(wěn)定燃燒的面狀的預(yù)混燃 燒火焰，其流量和壓力受到專門控制器監(jiān)控。遮罩板位于預(yù)混腔下部，將 火焰與噴管的噴嘴噴出的石油氣隔開，以防止躥火。煙氣的發(fā)生和加注采 用發(fā)煙機構(gòu)將煙幕彈托舉至合適的高度，對煙霧氣流進(jìn)行整流后，直接加 注進(jìn)入模擬火源產(chǎn)生的熱浮力羽流當(dāng)中。
本發(fā)明的有益^^支術(shù)效果體現(xiàn)在下述幾個方面
(1) 安全性方面，采用液化石油氣作為燃料，燃燒充分完全，產(chǎn)物清 潔；同時，設(shè)置了專門的流量及壓力控制裝置，增加了對燃燒過程的控制， 在試驗結(jié)束或出現(xiàn)火勢失控等意外情況下能夠及時的關(guān)停熱源，避免事故 的發(fā)生；
(2) 熱源功率控制方面，發(fā)明了可拆裝的燃燒器模塊，單個燃燒模塊 單元的燃燒功率在專門設(shè)置的流量控制裝置控制下，在40-70kW之間連續(xù) 可調(diào)，并可根據(jù)實際需要，組裝多個燃燒器共同工作達(dá)到所需的熱源功率；
(3) 便攜性方面，原澳大利亞熱煙測試方案中配用的發(fā)煙爐重量達(dá)到 70kg左右，需要2-3人抬才能移動；本設(shè)計的燃燒模塊采用了輕量化的設(shè) 備和材料，單個燃燒模塊重量為5kg， 1人可同時搬動4個燃燒模塊；這樣， 使得系統(tǒng)核心設(shè)備的重量由70kg左右減小到20kg左右，大大減小了運輸 成本和在測試準(zhǔn)備中安裝、搭建所消耗的時間和人力；同時，引進(jìn)了新的 發(fā)煙材料-發(fā)煙彈，以兼顧清潔高效無腐蝕和使用便捷無干擾兩方面的要 求，同時兼容傳統(tǒng)的煙餅發(fā)煙方式，實現(xiàn)了煙氣產(chǎn)生方式的靈活多樣，并 對傳統(tǒng)的煙餅燃燒方式進(jìn)行了改良，使得煙餅的使用方式更加便捷。因此，本發(fā)明對在我國大面積推廣熱煙測試試驗，提高大型建筑的火 突安全性，推進(jìn)建筑火災(zāi)安全性能化設(shè)計的發(fā)展，具有重要的意義。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2為本發(fā)明燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3為本發(fā)明發(fā)煙機構(gòu)示意圖，
圖4為四臺燃燒器布置方式圖，
圖5為燃燒器單元熱源功率隨輸入壓力變化情況表。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。 實施例1:
參見圖1,新型熱煙測試裝置包括氣源1、燃?xì)夤艿馈?一臺燃燒器7、 一臺發(fā)煙機構(gòu)8;燃?xì)夤艿郎弦来未?lián)安裝有減壓閥2、總閥3、流量計5 和單元閥6，在流量計5和總閥3之間并聯(lián)壓力表4;
參見圖2,燃燒器包括箱形框架13,框架13內(nèi)底部安裝有貫穿框架底 部的進(jìn)氣管14，進(jìn)氣管14直徑為10毫米；進(jìn)氣管14的外伸端連通著燃?xì)?管道，進(jìn)氣管14上方均布設(shè)有四根噴管1Q;每根噴管1Q通過支管連通著 進(jìn)氣管14,每根噴管10的上部管壁上均布著15個噴嘴，噴嘴直徑為l-2 毫米；每根噴管10的上方罩設(shè)安裝有條狀遮罩板11,遮罩板11兩側(cè)長邊 向下彎曲，其上均布著15個預(yù)混噴嘴9,且預(yù)混噴嘴9與噴管10上的噴嘴 相對應(yīng)；預(yù)混噴嘴9下部為圓柱管狀，上部為逐漸變窄的夾壁狀窄縫噴口， 窄縫噴口的縫寬為0， 8-1.2毫米。
參見圖3,發(fā)煙機構(gòu)包括發(fā)煙托盤16和擋煙罩15,發(fā)煙托盤16的底 面通過伸縮套管連接著底座19，擋煙罩15為一側(cè)面敞口的倒置燈罩狀，擋 煙罩15罩設(shè)在發(fā)煙托盤16上方，敞口朝向燃燒器方向，敞口外緣距燃燒 器邊緣約20cm。發(fā)煙托盤16用于托舉煙餅或煙幕彈。伸縮套管包括內(nèi) 套管17和外套管18，用于調(diào)節(jié)發(fā)煙托盤16的高度。
發(fā)煙機構(gòu)使得產(chǎn)生的煙氣在煙餅或煙幕彈發(fā)煙過程中產(chǎn)生少量熱量的驅(qū)動下，沿設(shè)計設(shè)定的路線向特定方向蔓延。
箱形框架13由角鋼通過螺絲鉚接而成，具有較高的強度。箱形框架13外部加裝有外框由不銹鋼片制成，均勻沖孔，四角安裝約5cm高的支腳。外框一邊使用螺絲活動安裝，拆下后可以將框架裝入或拉出外框的安裝槽，便于清潔和維修。
燃燒器的進(jìn)氣口壓力為4300Pa時，燃?xì)獾妮斎胨俾蕿?.8mVh，即4. 5kg/h,折算功率約為53. 5kW。單個燃燒器的尺寸約為為0. 4m x 0. 7m。氣體燃燒器單位面積的熱釋放速率約為曱醇池火的1/3,相同功率下的煙氣產(chǎn)生量將會增加，有助于改善熱煙測試的效果，頂棚處的溫度也將降低，對于保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)有利。單個氣體燃燒器單元的自重為5kg左右，在搬運過程中較為輕便。通過調(diào)節(jié)進(jìn)口壓力，可以實現(xiàn)功率在一定范圍內(nèi)的連續(xù)變化，如圖5所示。
實施例2:
參見圖4,四臺燃燒器7的進(jìn)氣管分別通過燃?xì)庵Ч懿⒙?lián)后，連通著燃?xì)夤艿?，每條燃?xì)庵Ч苌弦来卧O(shè)有單元閥6和流量計5;四臺燃燒器7呈田字形排布，間隙約為10cm。田字形排布的四臺燃燒器兩側(cè)分別配合設(shè)有一臺發(fā)煙機構(gòu)8,發(fā)煙機構(gòu)通過伸縮套管高度調(diào)整為1.6m，布置在陣列側(cè)邊的中央位置，擋煙罩出口朝向燃燒器方向，出口外緣距燃燒器邊緣約20cm。
其它同實施例1。
本實例適用于建筑面積在1000平方米至2000平方米的扁平式地上及地下建筑，以及容積在5000立方米至10000立方米的中庭式建筑的熱煙測試。
權(quán)利要求
1、新型熱煙測試裝置，其特征在于包括一臺以上的燃燒器和一臺以上的發(fā)煙機構(gòu)；所述燃燒器，包括箱形框架，框架內(nèi)底部設(shè)有貫穿框架底部的進(jìn)氣管，進(jìn)氣管的一端外伸，進(jìn)氣管上方均布設(shè)有兩根以上的噴管；每根噴管通過支管連通著進(jìn)氣管，每根噴管的上部管壁上均布著噴嘴，每根噴管的上方罩設(shè)有條狀遮罩板；所述遮罩板上均布設(shè)有預(yù)混噴嘴，且預(yù)混噴嘴與噴管上的噴嘴相對應(yīng)；進(jìn)氣管的外伸端連通著燃?xì)夤艿溃凰鋈細(xì)夤艿郎弦来未?lián)設(shè)有減壓閥、總閥、流量計和單元閥，在流量計和總閥之間并聯(lián)壓力表；所述發(fā)煙機構(gòu)包括發(fā)煙托盤和擋煙罩，發(fā)煙托盤的底面通過伸縮套管連接著底座；擋煙罩為一側(cè)面敞口的倒置燈罩狀，擋煙罩罩設(shè)在發(fā)煙托盤上方，敞口朝向燃燒器方向，且敞口外緣距燃燒器邊緣距離為180-250毫米。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型熱煙測試裝置，其特征在于所述噴管 上均布的噴嘴直徑為1-2毫米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型熱煙測試裝置，其特征在于進(jìn)氣 管上方均布設(shè)有四根噴管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型熱煙測試裝置，其特征在于所述預(yù)混 噴嘴下部為圓柱管狀，上部為逐漸變窄的夾壁狀窄縫噴口，窄縫噴口的縫 寬為0.8-1.2毫米。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型熱煙測試裝置，其特征在于所述遮罩 板兩側(cè)長邊向下彎曲，其上均布著15個預(yù)混噴嘴。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型熱煙測試裝置，其特征在于所述四臺 燃燒器的進(jìn)氣管分別通過燃?xì)庵Ч懿⒙?lián)連通著燃?xì)夤艿?，每條燃?xì)庵Ч苌?依次設(shè)有單元閥和流量計；所述四臺燃燒器呈田字形排布，田字形排布的 四臺燃燒器兩側(cè)分別配合設(shè)有 一 臺發(fā)煙機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用模擬火源和發(fā)煙裝置對建筑煙氣控制系統(tǒng)在火災(zāi)情況下的性能表現(xiàn)進(jìn)行試驗測試的新型熱煙測試裝置。本發(fā)明包括燃燒器和發(fā)煙機構(gòu)；燃燒器的框架內(nèi)底部設(shè)有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上方均布設(shè)有兩根以上的噴管；噴管連通著進(jìn)氣管，噴管上均布著噴嘴，每根噴管的上方罩設(shè)有條狀遮罩板；遮罩板上均布設(shè)有預(yù)混噴嘴，進(jìn)氣管的外伸端連通著燃?xì)夤艿?；燃?xì)夤艿郎弦来未?lián)設(shè)有單元閥、流量計、總閥等，在流量計和總閥之間并聯(lián)壓力表；發(fā)煙機構(gòu)包括發(fā)煙托盤和擋煙罩。本發(fā)明利用液化石油氣作用燃料，模擬火源的安全性提高，強化了對模擬火源的控制；模擬煙源的穩(wěn)定性和耐熱性提高；故本發(fā)明是一套新型的火源功率連續(xù)可調(diào)、安全清潔、便攜的熱煙測試裝置。
文檔編號A62C37/50GK101474467SQ20081024447
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者斌 姚, 李元洲, 毛少華, 王浩波, 實 祝, 杰 紀(jì), 胡隆華, 然 霍 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)