[發明專利]用于真實火源模擬的漂浮氣體的使用

有效

• 申請號: 201080025877.6
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN102460537A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 理查德·J·羅比;道格拉斯·J·卡彭特
• 申請（專利權）人: 燃料科學和工程公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;A62C37/00
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

本申請要求于2009年5月11日提交的美國臨時申請序列第61/177,041號的優先權。該臨時申請的全部內容通過引用并入本文。

背景技術

目前，在消防安全領域，需要對建筑煙霧管理系統是否能夠如所設計地那樣發揮作用進行測試。由于使用大火源來測試這些系統并不實際，所以希望有用于測試上述系統的其它方法。目前，使用煙霧彈或其它類似發煙裝置來對煙霧管理系統進行測試，但這些技術缺乏真實感，所以在建筑內部沒有產生可導致環境損害或破壞的顯著能量釋放的情況下，很難準確地再現驅動真實火源中的實際煙霧運動的浮力。

附圖的簡要說明

圖1為根據一個實施方式的用于惰性漂浮氣體控釋的系統的示意圖。

圖2為根據第二實施方式的用于惰性漂浮氣體控釋的系統的示意圖。

圖3為根據第三實施方式的用于惰性漂浮氣體控釋的系統的示意圖，該系統具有圓形釋放裝置。

圖4為根據第四實施方式的用于惰性漂浮氣體控釋的系統的示意圖，該系統具有圓形釋放裝置。

具體實施方式

在下面的詳細描述中列出了多個具體細節，例如漂浮氣體類型和釋放裝置的配置，從而可徹底理解下文所討論的優選實施方式。結合優選實施方式所討論的細節不應理解為對本發明的限制。此外，為了便于理解，將某些方法步驟描述為分開的步驟；然而，這些步驟不應解釋為必須截然不同的，也不依賴于其執行。

在沒有對來自真實火源的煙霧運動進行模擬的顯著能量釋放的情況下，產生合適浮力的替換方式為將密度小于周圍空氣密度的氣體或氣體混合物釋放來模擬真實火源的煙霧運動。氣體可為惰性氣體并可以相對于周圍空氣自然地具有浮力(“自然地具有浮力”應理解為氣體相對于周圍空氣本身具有浮力)。在一個實施方式中，自然地惰性漂浮氣體為氦氣，或包括至少50％的氦氣、或75％以上的氦氣、或90％以上的氦氣、或95％以上的氦氣的氣體混合物。

本發明應用于對煙霧管理系統進行測試。然而，應理解，在需要對來自真實火源的產物流進行模擬而無需再現與真實火源相關的熱環境的任何情況下，都可使用該方法和裝置。

在一些實施方式中，漂浮氣體與人造煙霧例如示蹤氣體(如六氟化硫)或惰性染料(如微粒)結合來提供從裝置釋放的替代煙霧的位置可視化表示和流動特性。在其它實施方式中，顯示氣體密度差的光學技術用于使漂浮氣體的運動可視化。例如，顯示氣體密度差的光學裝置提供從裝置釋放的漂浮氣體的運動的可視化表示。在一些實施方式中，釋放的惰性氣體可用單色準直光源或多色準直光源來示出，并使用紋影或陰影系統來可視化。

方法和裝置可包括對不同火源配置以及通過控制系統的火源生長速率進行模擬的裝置，控制系統遵循規定的基于時間的流速。

由于火源的幾何形狀和尺寸與所導致的產生的流的特性和狀況之間存在關系，因而在一些實施方式中的方法和裝置包括改變配置以及改變漂浮惰性氣體釋放的面積及釋放氣體的壓力的能力。對漂浮惰性氣體的流動和釋放面積的控制允許使用該方法和裝置對火的生長速率進行模擬。所模擬的火的生長速率可再現特定燃料的生長速率和配置或一般的生長速率，例如“t-平方”的火源(即其中為放熱速率，α為生長速率常數，t為時間)。惰性漂浮氣體被釋放處的垂直高度還可以改變以產生等效源，但由于與較低的垂直高度處夾帶空氣的速率相比，空氣夾帶入漂浮流的速率較低，因而使所需的氣體流減少。所使用的系統壓力范圍從需要克服釋放裝置的管道系統中的水力損失的壓力到與產生弗勞德數(Froude?number，Fr)一致的壓力，其中，在與產生弗勞德數一致的壓力下，噴嘴或其它釋放孔的一對直徑內的流將與動量驅動的火源相反地模擬浮力驅動的火源。漂浮惰性氣體的使用提供了用于相對高溫流效應的低公差以及真實火源的燃燒產物的表面沉積應用中的實際裝置。

如上所述，在一些實施方式中使用氣體混合物。與只使用單一氣體例如氦氣相比而言，氣體混合物的使用提供了更準確地控制氣體浮力的機制。在其它實施方式中，將氣體加熱來控制浮力。另外的實施方式可采用氣體混合物以及對混合氣體加熱來控制浮力。此外，除使用氣體混合物之外，出于對所需浮力進行細致調整的目的，還可將示蹤氣體與漂浮氣體混合用于可視化的目的。