CN101430257B - 燃气热水器模拟抗风试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明是涉及一种燃气热水器模拟抗风试验系统，是由机架、模拟墙、检测平台、风管、风机组成，具有符合家用燃气快速热水器及燃气容积式热水器抗风试验和欧盟新标准的要求，实现了三维全方位风向控制和2～20m/s的风速连续控制的燃气热水器模拟抗风试验系统，且出口风均匀、精度高；方位定位准确、可靠；通过切换阀门将两种不同类型的热水器吹风试验装置合二为一；系统自动运行，勿需手动调节风管和试验台的角度等优点。

Description

燃气热水器模拟抗风试验系统

技术领域：

本发明涉及一种用于测试家用燃气快速热水器及燃气容积式热水器在有风状态下燃烧工况的系统，特别是用于燃气热水器模拟抗风试验系统。

背景技术：

近年来，随着国民经济的高速发展，及西气东输的优质天然气的不断推进，天然气等燃气作为清洁、高效、便宜的能源被广泛使用，随之而来的是各种燃气用具的蓬勃发展，其中燃气热水器的发展尤为迅速，大功率的热水器越来越普遍；同时，随着高层住宅的日益增多，热水器受到楼层风的影响也越来越大。燃气热水器的可靠性和安全性不容忽视，每年都有燃气热水器的安全事故见诸报端，热水器在有风状态下是否能安全工作，直接影响用户的人生安全。因此需要一套系统可模拟自然风状态，检测燃气热水器在一定风量、风压情况下系统的安全可靠性，而抗风试验是热水器设计和检测的关键项目，检测结果要符合目前两部强制性国家标准(GB6932-2001《家用燃气快速热水器》、GB18111-2000《燃气容积式热水器》)的要求。

目前现有的燃气热水器风雨实验系统设备，风速最大0～5m/s可调，仅适用于快速热水器(GB6932-2001《家用燃气快速热水器》)，不能用于燃气容积式热水器(GB18111-2000《燃气容积式热水器》)，且该设备采用的是软管，软管直径较小，而且管内未设置导流板，致出风口的风的风的品质不高，达不到模拟自然风的目的，另新的欧盟标准已将吹风的风速提高到15m/s，现有设备已远远不能满足该要求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种符合家用燃气快速热水器(GB6932-2001《家用燃气快速热水器》)及燃气容积式热水器(GB18111-2000《燃气容积式热水器》)抗风试验和欧盟新标准的要求，实现了三维全方位风向控制和2～20m/s的风速连续控制的燃气热水器模拟抗风试验系统。

本发明的目的是这样实现的：一种燃气热水器模拟抗风试验系统，由机架、模拟墙、检测平台、风管、风机组成，所述风管为大口径L型硬管，且其圆周及轴向上设有加强筋，风管出风口端为直径缩减，可转动角度180°，无级可调，风管的另一端与风机相连接，在风管与风机连接处设置有一旋转驱动装置。该旋转运动由伺服电机驱动减速箱、旋转支架、管道完成，转速、角度均可连续调整，可实现在垂直面上±90°、水平面上0～90°三维全方位的送风，精度高、可靠性好。根据流体力学原理，在风管内部弯角处设有栅格状的导流板，末端设有扰流板，该扰流板呈栅格状，以防止产生紊流，保证出风速度均匀(要求达到自然风的状态)。风速是通过装在管道内风机来实现，风速的大小由变频器进行调整；风机为大功率直流风机，且风速在2m/s～20m/s区间内可调，精度为±0.5m/s，在风机设有配重块。并可根据需要在风口上安装风速测量仪，风速大小在控制器上显示。机架为钢框架结构，刚性好、强度高，固定在底座上，抗震效果好，并与风机的旋转驱动装置相连接，是通风装置和旋转检测平台的支撑部件。该系统的检测平台为水平方向可旋转平台，是检测件安放位置，它与台架在一个平面上，操作、调整方便，其旋转运动是通过伺服电机驱动皮带、减速箱、检测台转速可调，可进行连续分度；检测台上装有模拟墙、升降装置及气、液管道安装接头。模拟墙为框架结构，由边框和墙体组成，而边框为刚结构喷漆材料，墙体为有机玻璃材料或硬质透明胶布，重量轻、便于观察。热水器安放升降台用于对不同型号的热水器在高度位置的调整，安装前升降台与台架在一个平面上，安装后再将其升降至所需高度。

本发明所述风管为直径1米的不锈钢材质，所述风管内壁光洁，所述出风口直径为0.85米。

工控机用来控制两个伺服电机的转动位置和风机的转速，工作程序在WINDOWS 2000软件平台上运行，是完全按照燃气热水器的检验标准去编制的，程序运行时，烟气检测仪检测热水器排出的气体，得出的数据必须通过键盘并根据屏幕的提示输入程序中，检验完毕后，程序会把数据保存在文件中，以备日后查询和打印。

本发明的建成将优质高效的承担全国的燃气热水器的监测业务；接受社会各界的委托试验，为企业的研发服务，提升生产企业的科研能力，避免存在设计缺陷的燃气热水器产品进入市场；为社会提供科学、公证、准确的检测报告，积极配合政府职能部门在市场监管，完成国家质检总局、工商总局、省市质监局、工商局的指令性任务，当好产品质量的监控仪，促进燃气热水器产品市场的有序竞争；消除燃气热水器产品出口面临的检测、认证等非关税贸易技术壁垒，促进产品出口。并可以对进口燃气热水器进行全面的监管。该系统检测的产品可扩展为燃气锅炉、燃气两用炉等需做抗风试验的燃气器具。该系统可推广至国内其他燃气具检验机构及燃气器具厂家。实现燃气器具产业稳步健康发展，符合经济、社会可持续发展、人和自然的和谐这一主题，带来巨大的社会效益。

本发明的优点在于：

1、符合家用燃气快速热水器及燃气容积式热水器抗风试验的要求；

2、出口风均匀、精度高；

3、方位定位准确、可靠；

4、通过切换阀门将两种不同类型的热水器吹风试验装置合二为一；

5、系统自动运行，勿需手动调节风管和试验台的角度。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作状态示意图；

图3为图1的B-B结构示意图；

图4为图1的A向结构示意图；

图5为图1的C-C结构示意图。

图中标号：1-风管、2-加强筋、3-旋转驱动装置、4-导流板、5-扰流板、6-机架、7-检测平台、8-模拟墙、9-风机、11-配重块。

具体实施方式：

附图非限制性地公开了本发明实施例的具体结构和它的工作状态，下面结合附图对本发明作进一步地说明。

如图1、图2所示，一种燃气热水器模拟抗风试验系统，由机架6、模拟墙8、检测平台7、风管1、风机9组成，该燃气热水器模拟抗风试验系统的风管1由直径1米的不锈钢材质制成L型，风管1内壁光洁，风管1出风口端为直径缩减，出风口直径为0.85米，且其圆周及轴向上设有加强筋2，抗震效果好，坚固耐用，气流通过管道时损失小，且与风机9相连接，并在风管1与风机9连接处设置有一旋转驱动装置3，风管可转动角度180°，无级可调。旋转运动由伺服电机驱动减速箱、旋转支架、管道完成，转速、角度均可连续调整，可实现在垂直面上±90°、水平面上0～90°三维全方位的送风，精度高、可靠性好，风管1的驱动电机是三菱HC-702，减速机减速比为1∶256*16。根据流体力学原理，在风管1内部弯角处设有导流板4，末端设有扰流板5，该扰流板5呈栅格状，以防止产生紊流，保证出风速度均匀(要求达到自然风的状态)。风速是通过装在管管1另端的风机9来实现，风速的大小由变频器进行调整，风机9为采用7.5KW大功率直流风机，可以实现风速在2m/s～20m/s区间内可调，精度为±0.5m/s，而且在风机9上设有切配重块11。在风管1上还设有切换阀门10，需要测试快速式热水器时，切换阀门10将快速式的风道打开，容积式风道关闭；测试容积式时阀门则相反开关。两种热水器的测试分别在测试台的两个不同方向进行。并可根据需要在风口上安装风速测量仪，风速大小在PLC控制器上显示。所述机架6为钢框架结构，刚性好、强度高，固定在底座上，并与风机9相连接，是通风装置和旋转检测平台7的支撑部件。平台7为水平方向可旋转的直径为3米的平台，可转动角度90°，无级可调，是检测件安放位置，它与台架在一个平面上，操作、调整方便，其旋转运动是通过伺服电机驱动皮带、减速箱、检测台转速可调，可进行连续分度，平台驱动电机型号为三菱HC-SF352，功率为3.5KW，转速为2000r/min，平台减速比为1∶320*9；检测台上装有模拟墙8、升降装置及气、液管道安装接头。模拟墙8为框架结构，由边框和墙体组成，边框为钢结构喷漆，墙体为有机玻璃，重量轻、便于观察。热水器安放升降台用于对不同型号的热水器在高度位置的调整，安装前升降台与台架在一个平面上，安装后再将其升降至所需高度。

燃气快速热水器安装在检测平台7上模拟墙的吊钩上，燃气容积式热水器通过吊机安装在升降机上，在家用燃气快速热水器模拟自然风试验中，通过吹风系统分别以2m/s和5m/s的风速向热水器进行吹风，调节精度为±0.5m/s，在垂直面上实现七个、在水平面上实现四个角度的送风；在燃气容积式热水器抗风试验中，通过吹风系统分别以9m/s和18m/s的风速向热水器进行吹风，实现在水平90°范围内每隔15°的角度进行风力实验，每个角度误差为±2°，实时测量烟气中CO、CO₂含量一并显示在电脑上。并且该装置具有大于18m/s的风速，以确保能够使燃气容积式热水器关闭。

本发明所述风管1为工控机用来控制两个伺服电机的转动位置和风机9的转速，工作程序在WINDOWS 2000软件平台上运行，是完全按照燃气热水器的检验标准去编制的，程序运行时，烟气检测仪检测热水器排出的气体，得出的数据必须通过键盘并根据屏幕的提示输入程序中，检验完毕后，程序会把数据保存在文件中，以备日后查询和打印。

Claims (6)

1.一种燃气热水器模拟抗风试验系统，包括机架(6)、模拟墙(8)、检测平台(7)、风管(1)和风机(9)，其特征在于：所述风管(1)为大口径L型硬管，其圆周及轴向上设有加强筋(2)，所述风管出风口端为直径缩减，另一端与风机(9)相连接，所述风管(1)与风机(9)连接处设置一旋转驱动装置(3)，所述机架(6)固定在底座上，并与风机(9)的旋转驱动装置(3)相连接，在风管(1)上还设置有切换阀门(10)。

2.根据权利要求1所述的一种燃气热水器模拟抗风试验系统，其特征在于：所述检测平台(7)为水平方向可旋转平台，所述平台(7)上设置有模拟墙(8)。

3.根据权利要求2所述的一种燃气热水器模拟抗风试验系统，其特征在于：所述风管(1)内部设有导流板(4)和扰流板(5)，所述扰流板(5)呈栅格状。

4.根据权利要求3所述的一种燃气热水器模拟抗风试验系统，其特征在于：所述模拟墙(8)为框架结构，由边框和墙体组成，所述边框为钢结构喷漆材料，所述墙体为有机玻璃或硬质透明胶布材料。

5.根据权利要求1至4中任何一项所述的一种燃气热水器模拟抗风试验系统，其特征在于：所述风管(1)为直径1米的不锈钢材质，所述风管(1)内壁光洁，所述风管(1)出风口直径为0.85米。

6.根据权利要求5所述的一种燃气热水器模拟抗风试验系统，其特征在于：所述风机(9)为大功率直流风机，且风速在2m/s～20m/s区间内可调，精度为±0.5m/s，所述风机(9)设有配重块(11)。 

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