[发明专利]一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及模拟火源控制领域，特别涉及一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置及方法。

背景技术

现今火灾频发，如何减少火灾的发生一直是摆在人们面前的一个难题。从材料本身出发，提高材料的防火安全性能，是减少火灾发生的有效方法之一。如何评价材料的防火安全性能，为使用者提供选择和评判的依据是一项非常重要的工作。对于建筑装饰装修材料、屋面材料、太阳能光伏制品及组件防火性能的评价，目前普遍采用的方法是模拟一个可能发生的火源对被测样品进行点燃或者耐火测试，观测其是否发生蔓延、扩大等现象，这种方法要求模拟火源不仅要有一定的火焰温度，而且要求在一定的风速作用下火焰形状能够与实际可能发生的火灾时尽量接近。特别是对于屋面材料，发生火灾时一般属于建筑外部火灾的范畴，建筑外部火灾与建筑内部火灾的最大区别在于前者往往受到外界风的影响，在风速作用下外部火源会呈现不同的形状，而且不同的风速作用下火焰的温度也不同，为了真实模拟屋面材料的防火性能和等级，需设计在不同风速作用下不同火焰形状和火焰温度同时控制的方法及装置。

中国发明专利ZL201010556982.4一种模拟火源的流量控制方法和装置，该装置包括计算机、燃气智能控制仪表、助燃气智能控制仪表、温度采集智能仪表、热电偶、燃烧器、燃气气源、燃气质量流量计、助燃气气源、助燃气质量流量计，燃气气源与燃气质量流量计的入口相连，燃气质量流量计的出口通过快速接头与燃烧器连接，所述助燃气气源与助燃气质量流量计的入口相连，助燃气质量流量计的出口通过快速接头与燃烧器连接；燃气质量流量计、燃气智能控制仪表、计算机依次连接，助燃气质量流量计、助燃气智能控制仪表、计算机依次通过导线连接；热电偶、温度采集智能仪表、计算机依次连接。该发明专利的不足是：（1）该发明专利的火源火焰较小；（2）该发明专利没有考虑外部如风速环境对火焰的影响，不能模拟一些建筑外部火灾的情况。

中国实用新型专利CN201540211U公布了一种软体家具明火燃烧测试点火控制系统，该专利包括主气路、点火气路和测试气路，主气路上串接有主气阀，点火气路的一端连接主气路，另一端连接长明灯，点火气路上串接有点火气阀；测试气路的一端连接主气路，另一端连接燃烧头，测试气路上串接有电磁阀和气体流量计，一计时器连接到测试气路上的电磁阀，长明灯置于燃烧头的气体出口附近。该专利实现对燃烧器的点火时间及燃气流量的控制，但这种调节方法存在如下不足：（1）转子流量计流量的调节必须采用手动现场调节，无法远程自动控制，更加无法实现程序控制；（2）该专利没有考虑外部风速作用下的火焰的控制情况。

中国实用新型专利《锅炉炉膛温度场分布控制系统》201120084295.7发明了一种通过控制炉膛内的风煤比来控制火焰的形状和温度，从而提高煤的燃烧利用率；当风量越大煤燃烧越充分，火焰温度越高，煤的燃烧利用率越高；风的主要作用是提高煤的燃烧效率，从而达到对煤燃烧产生的火焰形状和温度的控制。但该专利主要是用于锅炉燃烧控制领域，以提高燃煤的利用率为目的，从而提高锅炉的经济运行。与本发明的技术领域不同，解决的技术问题也不同。

因此，需要提供一种同时控制火焰形状和火焰温度的试验方法和装置，用于模拟在建筑外部火灾情况下特别是在外加风速作用下的受火状态，从而可以评价屋面材料的防火性能和等级。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置及方法，其具有火焰形状可调、风速可调、温度可调的优点。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置，包括送风风机、风道、燃烧器、燃气质量流量计、温度传感器、控制器和试验台，待检测燃烧板固定在试验台上，燃烧器设置在风道的出风口和试验台之间，送风风机通过风道送风，风道内设置有若干片导流片，每片导流片的旋转角度可调；温度传感器设置在燃烧板上，用于将当前燃烧板上的温度发送到控制器；燃烧器、燃气质量流量计和控制器依次连接，燃烧器还与外部燃气供应装置连接，控制器根据温度传感器传来的温度对燃气流量或燃气类型进行控制。本发明通过模拟建筑外部火灾发生时的自然风并使火焰呈现一定的形状，从而模拟建筑外部火灾时的真实情况。

优选的，所述燃烧板上设置有若干个风速测量装置，风速测量装置与控制器连接，可以远程测量读取风速数据；送风风机通过变频器与控制器连接，控制器根据各个风速测量点测得的风速控制变频器进而实现对送风风机转速的调节。