[发明专利]一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的燃烧器装置

说明书

技术领域

本发明属于火灾安全技术领域，具体涉及一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的燃烧器装置，为实验模拟多种情况下的开火口蔓延，研究其演变过程及其物理规律提供一种有效的方法。

背景技术

在火灾科学中，多孔气体燃烧器被广泛使用作为模拟火源。气体火源在燃烧过程中受火焰辐射反馈的影响较小，能够保持固定的热释放速率，提供了一种建立火源稳定燃烧理论模型的有效方式。唐飞等人将不同火源功率下气体火源与McCaffrey对火焰高度的理论模型进行对比，发现间歇羽流区和浮力羽流区的羽流温升拟合的指数和理论值较为接近。Gao等人用15cm的方形气体火源多孔燃烧器，对比了开放空间和隧道内气体火源在15.94-106.28kW范围内的火焰高度并建立了预测关系式。Kurioka等研究了隧道纵向通风条件下气体火源的火焰倾角变化。所有上述研究中，气体火源多孔燃烧器均产生向上的浮力羽流。

对于高层建筑，室内发生火灾，当室内氧气不足以维持燃烧，火焰以及高温未燃气体从打开的窗口或是幕墙上玻璃破碎处流出窗外，形成溢流火。多种形状的建筑外壁面以及玻璃破碎的随机性使火焰溢出的开口呈现出不同的形状，包括正方形、长方形、弧形等并且出火口垂直于水平面。如果火焰在阁楼倾斜屋顶溢出，出火口会与水平面成不同的倾角。此外，目前在工业使用的锅炉中，为保证炉体内温度均匀，燃烧机会以一定角度向炉体内喷出火焰及高温烟气。原有的气体火源多孔燃烧器只能产生竖直向上的火焰，并不能改变火焰的朝向。另外，在原有的气体火源多孔燃烧器上改变出火口的形状为不规则的多边形及弧形等，会增加工艺上的难度且经济性较差。因此，在上述场景下，作为模拟火源则不能满足需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以模拟多种开口情况的竖向火源燃烧器装置，且该燃烧器的形状、尺寸和开口朝向可调，为实验模拟多种情况下的开口溢流火行为，研究其演变过程及其物理规律提供一种有效的方法。

本发明采用的技术方案为：一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的燃烧器装置，包括燃烧器外壳体、气体火源多孔燃烧器、燃烧器底座三个主要部分。多孔燃烧器放于燃烧器底座上，上方覆盖外壳体，外壳体的内径与多孔燃烧器无缝连接。

所述的燃烧器外壳体由3层结构组成，最外面是一层铁皮2，内部贴有0.008m厚的防火板3，向内为0.01m厚的保温棉4，有效减少壳体内部的热量散失。

所述的燃烧器外壳体可以模拟任意形状、大小、开口朝向的竖向火源。

所述的燃烧器外壳体右侧面完全开放，右侧开口模拟竖向火源所需的形状(四边形、弧形、梯形等)，底面紧靠左侧面处留出与所需燃烧器上表面大小形状相同的开口。

所述的燃烧器外壳体放置在外壳体支撑架上，外壳体底部内径与气体火源多孔燃烧器无缝连接。

所述的气体火源多孔燃烧器上表面的形状与燃烧器外壳体1侧面开口有关。侧面开口以底边两点间的直线为轴，逆(顺)时针旋转90°，在水平面上的投影形状即为气体火源多孔燃烧器5上表面的形状。

所述的气体火源多孔燃烧器5可以是单体多孔燃烧器也可以是多个单体组合的多孔燃烧器，如专利号公开号为CN106765100A(一种可模拟不同尺寸、形状气体火源的多孔燃烧器组合模块)。

所述的气体火源多孔燃烧器在起整流作用的四棱柱结构外侧靠近上表面的地方焊接外壳体支撑架。

所述多孔燃烧器下方放置燃烧器底座。

所述的燃烧器底座有伸缩脚杆可连续调节高度，也带有滚轮可移动。

本发明的优点和积极效果为：

(1)本发明通过改变外壳体的形状、尺寸以及开口的朝向，可以模拟多种情况下的开火口蔓延，为研究其演变过程及其物理规律提供一种有效的方法。

(2)本发明三个主要组成部分，气体火源多孔燃烧器、外壳体与燃烧器底座之间灵活拆卸，可进行多种组装，使用灵活。

(3)本发明整体装置带有滚轮，方便移动；燃烧器底座带有可伸缩杆，可连续调节高度。易于满足对实验环境的选择以及对出火口高度的要求。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为竖直方向长方形出火口的燃烧器装置；

图3为竖直方向弧形出火口的燃烧器装置；

图4为改变出火口倾角的燃烧器装置；

图5为对侧双出火口的燃烧器装置；