[发明专利]一种可控复合升温的加热炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种可进行复合升温的加热炉，它主要用于建筑结构火灾试验，并可根据试验或工艺要求进行可控的升降温。

背景技术

目前，进行建筑结构火灾试验升温方法有电炉升温和燃气或燃油升温两类。电炉升温具有安全可靠、测控精度高、操作简便、升温控制稳定和无污染等特点，且投资少，根据不同试验目的要求，通常仅需要3-10万元；但是电炉升温速度较慢，很难达到《建筑构件耐火试验方法GB/T 9978-1999》所规定的耐火试验标准升温曲线和采用明火的试验要求。燃气、燃油耐火炉的升温方式为明火升温，不仅符合《建筑构件耐火试验方法GB/T 9978-1999》所规定的采用明火的试验要求，且具有升温速度快的特点，能够真实地模拟建筑火灾；但该类设备设计复杂、控制难度大、能耗和污染很大，且需要很大的投资，通常需要100-200万元以上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，设计一种可控复合升温(即同时采用电和燃气的混合升温方法)的结构柱加热炉，它同时具有电炉安全可靠、测控精度高、操作简便、无污染及燃气火焰升温快的优点。

本发明的技术方案是，所述可控复合升温的结构柱加热炉的结构为：它有内腔为炉膛的炉体，该炉体的底部有下炉口而炉体顶部有上炉口，炉膛壁设有电热丝，其结构特点是，所述炉体顶部设有至少四个排烟孔且所述排烟孔围绕上炉口周边分布，炉体底部的炉膛周边设有至少四个燃气喷口。

以下对本发明做出进一步说明。

参见图1和图2，本发明有内腔为炉膛2的炉体1，该炉体1的底部有下炉口3而炉体顶部有上炉口4，炉膛壁设有电热丝7，其结构特点是，所述炉体顶部设有至少四个排烟孔5且所述排烟孔5围绕上炉口4周边分布，炉体1底部的炉膛周边设有至少四个燃气喷口6。

如图2所示，所述炉体1的下炉口3和上炉口4用于结构柱(试验用建筑结构构件)8下端和上端的通过；本结构柱加热炉可采用普通电炉结构形式，当所述结构柱8高度较大时，炉体1可由图2所示的三段炉体，即第一段炉体9、第二段炉体10、第三段炉体11组合装配而成，也即采用三段升温控制，并可在炉体1中下部四周增设燃气喷口12；当结构柱8高度较小时，炉体1可由图3所示的两段炉体，即第一段炉体9、第二段炉体10组装而成，亦即采用两段升温控制。

本发明是结合了电炉升温和燃气升温各自的优点，即综合利用电炉升温控制稳定、安全可靠、且易实现自动化程序控制与燃气升温速度快的优点，而且燃气升温既可采用手动控制，也可采用电磁调节阀进行自动化控制。采用自动化程序对加热炉炉内温度进行实时监控，并同时与ISO-834国际标准升温曲线进行比较，当在混合升温时升温温度超过同时刻标准升温温度时，即可切断燃气，停止向炉内喷火，单独采用电炉进行升温控制。

可在加热炉底部四周对称设置四个燃气喷口6，采用燃气火焰喷枪从该燃气喷口向炉内喷射火焰；由于燃气火焰会产生烟气，因此在炉体顶部设置排烟孔5以排除烟气，保证升温的正常进行。在升温初始阶段，同时采用电炉升温和火焰加热，使得升温速度加快，待升温曲线平缓后，停止火焰加热，只采用电炉(电热丝)加热。燃气火焰可采用氧—乙炔火焰、氧—丙烷火焰或液化气火焰等多种形式，一般可采用液化气火焰，因为采用电加热和液化气火焰加热，设备既具有电炉加热安全可靠、测控精度高、操作简便、和无污染等优点，又具有燃气火焰加热速度快、操作方便、低能耗和低污染的优点。

采用本发明结构柱加热炉，其升温装置只需在电炉的基础上，配备燃气喷火装置，当采用液化气喷火装置时，其装置可使用普通家用液化气瓶、氧气瓶和喷枪，其成本可控制在1000元以内。图4给出了使用本发明结构柱加热炉，分别采用复合升温方法和单独采用电炉升温方法得到的炉内温度—时间关系曲线，以及《建筑构件耐火试验方法GB/T 9978-1999》所采用的ISO-834国际标准升温曲线的比较情况；可见，只采用电炉升温得到的升温曲线和国际标准升温曲线相差很远，但采用本发明结构柱加热炉使用复合升温方法时，得到的升温曲线和国际标准非常接近，且升温试验温度控制精度较高，在较低的设备投资情况下，可以取得比较满意的试验效果。升温试验测试结果表明，升温初始阶段采用本发明加热炉混合升温方法，根据构件的类型和尺寸的不同，通常可将初始混合升温阶段的时间控制在10分钟左右，且试验时可通过调整喷枪喷火时液化气和氧气的比例，把火焰产生的烟气量降低到最小，减小污染。