[發明專利]一種氫能源汽車火災模擬與防控實驗方法及裝置

有效

• 申請號: 202010847999.9
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111982556B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 陳曄;朱紅亞;李毅;劉晅亞;吳永紅;李紫婷;王鵬飛
• 申請（專利權）人: 應急管理部天津消防研究所
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 胡京生

1.一種氫能源汽車火災模擬與防控實驗裝置,包括儲氫系統（1）、抑制系統（2）、控制系統（3）以及數據采集系統（4）、汽車實尺試驗模型（5）、配氣系統（6）、燃燒器（7）、自動點火裝置（8）,其特征在于:所述的儲氫系統(1)，包括儲氫罐（1-1）、增壓泵（1-2）、溫度變送器（1-4）、氣源輸出控制器（1-5）、儲氫系統閥門（1-6），儲氫系統閥門（1-6）依次與壓力變送器（1-3）、增壓泵（1-2）、儲氫罐（1-1）進氣口、溫度變送器（1-4）、氣源輸出控制器（1-5）連接；所述的抑制系統(2)，包括噴頭（2-1）、流量調節閥（2-2）、水泵機組（2-3）和儲水箱（2-4），儲水箱（2-4）、水泵機組（2-3）、流量調節閥（2-2）、流量傳感器（4-6）、噴頭（2-1）依次連接；所述的控制系統（3）包括現場測控柜（3-1）、現場無線控制器（3-2）和中央集中控制平臺，現場測控柜（3-1）和現場無線控制器（3-2）與中央集中控制平臺光纖通信連接，可實現不同層級、不同授權下的遠程或現場控制，同時保障數據傳輸的安全可靠，現場測控柜（3-1）與現場無線控制器（3-2）無線通信連接；所述的數據采集系統(4)包括多個高速攝像機（4-1）、多個氫濃度傳感器（4-2），多個熱電偶（4-3）、多個輻射熱流計（4-4）、多個壓力傳感器（4-5）、多個流量傳感器（4-6），分別放置于汽車實尺度試驗模型（5）四周，以及儲氫系統（1）、配氣系統（6）和抑制系統（2）的管路上，實現對高壓氫泄漏氣體濃度、噴射火溫度和熱輻射實驗特征參數的測量，以及對實驗系統工作壓力、氣體、水流量的監測測量；所述的汽車實尺試驗模型(5)為耐高溫不銹鋼真實汽車架構，包括與氫能源汽車原型尺寸、位置一樣的高壓氫氣瓶模型、燃料電池堆模型，管道模型，在管道模型的底部管道接頭處汽車試驗模型（5）內部氫泄漏風險高的位置設置數個水平和豎直方向的燃燒器（7），每個燃燒器（7）內設置一個直徑可調節的噴口，模擬不同位置、不同方向、不同流量下的氫泄漏及噴射火，每個燃燒器（7）內放置使用氫氣燃料，氣源壓力為0MPa～80MPa；所述的配氣系統（6）包括配氣系統阻火器（6-1）、配氣系統單向閥（6-2）、配氣系統氣動閥（6-3）、配氣系統截止閥（6-4）、配氣系統減壓閥（6-5）及相應的管路，配氣系統（6）一分三條供氣路，其中兩條以不同的壓力范圍為燃燒器（7）供氣，各經配氣系統截止閥（6-4）、壓力傳感器（4-5）、配氣系統減壓閥（6-5）、配氣系統截止閥（6-4）、配氣系統氣動閥（6-3）、配氣系統單向閥（6-2）、配氣系統截止閥（6-4）、配氣系統氣動閥（6-3）、配氣系統阻火器（6-1）連接，并通過配氣系統氣動閥（6-3）的切換為燃燒器（7）提供不同壓力的氫氣；另一條供氣路經配氣系統截止閥（6-4）、壓力傳感器（4-5）、配氣系統減壓閥（6-5）、配氣系統截止閥（6-4）、配氣系統氣動閥（6-3）、配氣系統單向閥（6-2）、配氣系統截止閥（6-4）、配氣系統氣動閥（6-3）、配氣系統阻火器（6-1）連接；系統連接為，儲氫系統(1)的儲氫系統閥門（1-6）外接常規氫氣瓶（9）、氣源輸出控制器（1-5）接配氣系統截止閥（6-4），配氣系統（6）的阻火器（6-1）分別與燃燒器（7）和自動點火裝置（8）的進氣口連接、每個燃燒器（7）配置一個自動點火裝置（8），自動點火裝置（8）置于汽車實尺試驗模型(5)內的燃燒器（7）噴口，控制系統(3)的現場測控柜（3-1）的現場無線控制器通過光纖通信與燃燒器（7）和自動點火裝置（8）連接、與抑制系統(2)的水泵機組（2-3）連接、與數據采集系統(4)的高速攝像機（4-1）、氫濃度傳感器（4-2）、熱電偶（4-3）、輻射熱流計（4-4）、壓力傳感器（4-5）、流量傳感器（4-6）連接，與儲氫系統(1)的增壓泵（1-2）和氣源輸出控制器（1-5）連接、與無線控制器（3-2）連接。

2.如權利要求1所述的一種氫能源汽車火災模擬與防控實驗裝置,其特征在于：所述的儲氫系統（1）的儲氫罐（1-1）最大設計壓力為99MPa，工作壓力可調節且最大為80MPa。

3.如權利要求1所述的一種氫能源汽車火災模擬與防控實驗裝置,其特征在于：所述的儲氫系統（1）的增壓泵（1-2）前端預留氮氣接口，燃燒系統使用前將管路內的空氣用氮氣全部置換。