一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置，装置包括送风风机、风道、燃烧器、质量流量计、温度传感器、控制器和试验台，风道内设置有若干片导流片，每片导流片的旋转角度可调。该方法包括风速、火焰形状、火焰温度的控制，具体是：通过风机调频器对风速进行粗调，导流片对出口风速进行微调；通过对燃烧板上各点风速的控制，使火焰呈现不同的形状；通过温度传感器将温度数据传至控制器从而调整设置的燃气流量值或燃气类型，达到对火焰温度的控制。本实用新型专利技术通过风机模拟发生建筑外部火灾时的外界风，采用自动控制装置对导流片进行控制，能够远程、准确地控制风速，采用质量流量计对燃气流量进行控制，实现对火焰温度的控制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置
本技术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。
技术介绍
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。中国专利技术专利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。该专利技术专利的不足是:(1)该专利技术专利的火源火焰较小；(2)该专利技术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。中国技术专利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:(I)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。中国技术专利《锅炉炉膛温度场分布控制系统》201120084295.7公开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。与本专利技术的
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。
技术实现思路
本技术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。本技术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。本技术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。作为优选，所述每个导流片处均设置有用于使导流片旋转的导流片自动旋转控制装置，该装置与控制器相连，控制器根据风速测量装置所测风速对导流片自动旋转控制装置进行控制进而实现对导流片旋转角度的调节。从而更智能地实现火焰形状的可调。优选的，所述在风道管道内靠近进风口处设置了稳流网格，网格尺寸为(30?80)mmX (30?80)mm。由于风机产生的气流是不均匀的，通过采用此稳流网格使其产生的气流均匀。优选的，所述燃烧器通过一燃气供应选择开关与外部多个燃气供应装置连接，该燃气供应选择开关与控制装置连接；燃气供应装置供应的燃气类型为甲烷、乙炔、丙烷、丁烷、液化石油气、天然气中的至少一种。优选的，所述温度传感器为热电偶，设置在燃烧板上，热电偶距离燃烧器250mm?450mmo优选的，在风道管道出风口处设有6?10片导流片，每个导流片上设有一个转轴，转轴垂直于风道轴线，导流片通过此转轴固定在风道上，导流片沿转轴轴线方向的长度与风道高度相当，且沿垂直于转轴轴线方向厚度逐渐减小，导流片自动旋转控制装置设置在转轴上。用于对风速进行微调。优选的，所述送风风机为离心风机或者轴流风机中的一种。优选的，所述装置设置在一燃烧室内，燃烧室采用隔热材料制成，在燃烧室若干位置设有用于观察火焰形状的摄像头。从而使用更安全。具体的，所述燃烧器为双套管燃烧器，并采用两端同时供气，确保产生的火焰连续均匀。燃烧器的燃烧热释放速率可调范围为0?400kW。一种基于上述装置的同时控制火焰形状和火焰温度的方法，在燃烧过程中，通过调节送风风机的转速实现风速的粗调，通过调节风道中各个导流片的旋转角度实现对风速的微调使出口风速均匀，同时，根据温度传感器测到的温度值，控制器对燃气流量或燃气类型进行控制，使火焰形状和火焰温度均在预设的要求内。具体的，包括以下步骤:(I)开启送风风机:送风风机气流在风道中分别经过稳流网格、导流片后到达风道出风口 ；(2)风速粗调:测量出风口或燃烧板上的风速，并将测到的风速值反馈到控制器，控制器将测得的风速值和预设的风速值进行比对，根据比对结果对送风风机转速进行调节，使风速限定在预设的风速值附近；( 3 )风速微调:根据出风口或燃烧板上若干个风速测量点的风速，调节风道中导流片的旋转角度，直到这些风速测量点处的风速达到预设要求；(4)点火:输入燃气、启动燃气质量流量计、点火；(5)火焰温度调节:控制器将当前温度传感器采集到的数据和预设的温度值做比对，根据比对结果发送控制信号到控制燃气质量流量计以控制燃气流量，或者发送控制信号到燃气供应选择开关切换燃气类型；直至反馈得到的温度数据符合要求为止；(6)火焰形状判断:根据设置在实验室内的监控摄像头观察火焰形状，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种同时控制火焰形状和火焰温度的装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的同时控制火焰形状和火焰温度的装置，其特征在于，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，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装置测得的风速控制变频器进而实现对送风风机转速的调节。3.根据权利要求2所述的同时控制火焰形状和火焰温度的装置，其特征在于，所述每个导流片处均设置有用于使导流片旋转的导流片自动旋转控制装置，该装置与控制器相连，控制器根据风速测量装置所测风速对导流片自动旋转控制装置进行控制进而实现对导流片旋转角度的调节。4.根据权利要求1所述的同时控制火焰形状和火焰温度的装置，其特征在于，所述在风道管道内靠近进风口处设置了稳流网格，网格尺寸为(30?80) mmX (...

【专利技术属性】
技术研发人员：易爱华，杨展，林玩君，刘建勇，赵侠，凌翩，余稳松，吴欣，邬玉龙，李海伦，
申请(专利权)人：广州市建筑材料工业研究所有限公司，
类型：实用新型
国别省市：