一种烟火特效训练装置及系统的制作方法

本申请涉及消防技术领域，尤其是涉及一种烟火特效训练装置及系统。

背景技术：

轰燃是指火在建筑内部突发性的引起全面燃烧的现象，即当室内大火燃烧形成的充满室内各个房间的可燃气体和没充分燃烧的气体达到一定浓度时，形成的爆燃，从而导致室内其他房间没接触大火的可燃物也一起被点燃而燃烧，也就是“轰”的一声，室内所有可燃物都被点燃而开始燃烧。

回燃是指富燃料燃烧产生的高温不完全燃烧产物（烟气）遇新鲜空气时发生的快速爆燃现象。回燃是在通风受限的建筑火灾进入缺氧燃烧甚至闷烧后,由于新鲜空气的突然大量补充引起热烟气急剧燃烧的现象,是一种特殊的火灾现象。在燃烧过程以及燃烧结束后的高温环境，室内可燃物仍然进行着热解反应，室内会逐渐积聚大量的可燃气体，此时一旦通风条件改善，空气会以重力流的形式补充进来与室内的可燃气体混合。当混合气被灰烬点燃后，就会形成大强度、快速的火焰传播，在室内燃烧的同时，在通风口外形成巨大的火球，从而同时对室内和室外造成危害。由于回燃火灾的突然性及其强大的破坏性，给消防人员的火灾扑救带来了极大的危险，严重威胁着人们的生命安全。

轰燃和回燃火是火灾发展过程中特殊的火行为，目前，建筑火灾中的轰燃、回燃的真火模拟训练不足，消防和应急救援人员的灭火训练多采用传统的训练方式，并非在真火情况下模拟现场。消防员对真实火场的高热浓烟的体验以及火焰各个发展阶段应对训练略显不足，消防员在真实火灾场景中面对轰燃、回燃危险的应对能力和灭火技战术水平有待提高。

技术实现要素：

为了模拟室内真火火灾的轰燃、回燃场景，提高消防员在真实火灾场景中面对轰燃、回燃的应对能力和灭火技战术水平，本申请提供一种烟火特效训练装置及系统。

本申请提供的一种烟火特效训练装置，采用如下的技术方案：

一种烟火特效训练装置，包括箱本体，所述箱本体包括相互连通的真火燃烧室和观察室，所述真火燃烧室与观察室之间设有隔离门，所述真火燃烧室端部设有输送门，所述真火燃烧室侧壁中部设有可开关的通气窗，所述真火燃烧室顶部靠近隔离门一侧开设有可开关的第一排烟窗，所述真火燃烧室内还设有用于模拟真火真雾的真火发生装置，所述真火发生装置上方设有用于灭火的自动喷淋装置；所述观察室中部顶端设有可开关的第二排烟窗，所述观察室还设有至少两个逃生门。

通过采用上述技术，模拟真火真雾的发生装置点燃后，通过控制通气窗、第一排烟窗开启的大小，可以控制新鲜空气输入真火燃烧室的量，以达到轰燃、回燃效果；训练人员还可在真火燃烧室内达到轰燃、回燃状态条件下，将隔离门打开，模拟轰燃、回燃的效果。

优选的，所述通气窗包括真火燃烧室侧壁开设的通气口，所述通气口两侧设有竖直滑轨，所述滑轨上滑动连接有可与通气口密封闭合的窗框，所述窗框上固设有防爆透明玻璃，所述窗框还连接有驱动其在滑轨上移动的窗框驱动装置，所述窗框驱动装置包括滑轨远离通气口一端设置的窗框驱动电机，所述窗框驱动电机固定在真火燃烧室外壁，所述窗框驱动电机固定连接丝杠，所述丝杠与滑轨平行设置且与固定在窗框上的丝杠螺母螺纹连接。

通过采用上述技术，窗框驱动电机转动带动丝杠螺母沿丝杠轴线方向运动，带动窗框沿滑轨移动，从而控制通气口开合的大小；根据需要控制通气窗的开合的大小，可以调节进入真火燃烧室内的空气量，以产生回火效果。

优选的，所述第一排烟窗与第二排烟窗结构、大小均相同；所述第一排烟窗包括开设在真火燃烧室顶部的排烟口，所述排烟口一侧通过合页转动连接盖板，所述盖板还连接有驱使盖板沿合页转轴可翻转打开或密封盖合在排烟口的盖板驱动装置，所述盖板驱动装置包括真火燃烧室顶部靠近合页一侧固定连接的一对支架，所述支架上转动连接驱动轴，所述驱动轴的轴线与合页的转轴轴线平行，所述驱动轴两端固定连接有吊臂，所述盖板两端与合页相对一侧转动连接有与吊臂相对应的连杆，所述吊臂另一端与相应的连杆另一端铰接；所述驱动轴上固定连接从动齿轮，所述真火燃烧室顶部固定连接盖板驱动电机，所述盖板驱动电机的轴固定连接与从动齿轮啮合的主动齿轮。

通过采用上述技术，第一排烟窗的盖板驱动电机转动可以带动驱动轴的转动，进而带动吊臂和连杆联动，实现第一排烟窗的关闭或打开；第二排烟窗的盖板驱动电机的转动可以带动驱动轴的转动，进而带动吊臂和连杆联动，从而实现第二排烟窗的关闭或打开；在真火燃烧室模拟真火真雾的真火发生装置点燃后，真火燃烧室产生大量的火焰和烟雾，根据需要控制第一排烟窗的开口大小，可以调节进入真火燃烧室内的空气量；在发生轰燃、回燃前，通过调节第二排烟窗开口的大小，还可以调节轰燃、回燃的效果；当发生轰燃、回燃后，将第一排烟窗的开口、第二排烟窗的开口完全打开，可以对真火燃烧室的烟雾、观察室内的烟雾进行热烟及有毒气体的排出。

优选的，所述真火发生装置包括燃烧架、所述燃烧架上方设有栅格板，所述栅格板外缘设有围栏，所述栅格上放置有用于产生真火真雾的固定燃烧物，所述栅格板下方设有托板，所述托板上设置有电子点火器，所述电子点火器通过管道连接电磁阀，所述电磁阀设置在箱本体外，所述电磁阀连接燃气管。

通过采用上述技术，电磁阀打开，燃气进入管道，启动电子点火器将格栅板上的固定燃烧物点燃，固定燃烧物的燃烧可以模拟出真火真烟的效果，为模拟轰燃、回燃效果积累燃烧状态条件。

优选的，所述第二排烟窗下方远离隔离门一侧设有透明防护屏，所述防护屏一侧转动连接支撑杆，所述支撑杆固定连接在观察室底面。

通过采用上述技术，训练的消防人员在观察室内，可以将防护屏旋转至面对隔离门，人位于防护屏后，通过防护屏能有效保护训练人员的人身安全。

优选的，所述观察室内设有紧急报警触发线，所述触发线沿观察室长度方向设置且高度高于观察室底面，所述触发线一端固定连接在观察室侧壁，另一端连接报警器的控制开关。

通过采用上述技术，触发线用于进行紧急情况下的手动报警，当出现紧急情况时，可以通过脚踩，或滚压等方式触发报警器报警，提示救援人员及时进行救助，有效保护训练人员的人身安全。

优选的，所述箱本体外侧还设有声光报警器，用于点火后进行声光报警。

通过采用上述技术，在真火发生装置工作后，启动报警器，警报器可发出声、光警报，提示受训人员及周边人员此时处于着火扑救状态，使受训人员可以感受到真实着火时的状况。

优选的，所述真火燃烧室内侧壁、输送门内侧、隔离门朝向真火燃烧室一侧及第一排烟窗内侧均包覆耐高温隔热层。

通过采用上述技术，可以使真火燃烧室能够耐受高温环境条件，模拟出真火燃烧的效果，并能延长该训练装置的使用寿命。

优选的，所述箱本体顶部四角处分别设有起吊环。

通过采用上述技术，可以将该训练装置吊装在拖车上，运送到需要训练的各类消防站点，提高了该训练装置的利用率，具有灵活性和实用性强的特点。

本申请还提供了一种烟火特效训练系统，包括：

多个温度传感器，设置在燃烧架下方以及真火燃烧室周边沿真火燃烧室的顶、中、下分布。

浓度传感器，设置在真火燃烧室周边，用于检测真火燃烧室内的氧气浓度、二氧化碳浓度及烟雾浓度。

控制器，所述控制器分别电连接窗框驱动电机、第一排烟窗的盖板驱动电机、第二排烟窗的盖板驱动电机、温度传感器、浓度传感器、电子点火器、电磁阀、自动喷淋装置以及报警器。

训练时，控制器根据采集的真火燃烧室内的温度信息、氧气浓度信息、二氧化碳浓度信息及烟雾信息判断真火燃烧室有无异常，如无异常，控制器启动真火发生装置，控制电磁阀打开，启动电子点火器并将固体燃烧物点燃，当温度传感器大于设定的阈值，控制器控制电磁阀关闭，启动报警器；控制器依据浓度传感器采集的氧气浓度信息控制通气窗、第一排烟窗的开闭大小，使真火燃烧室内为缺氧燃烧状态，为轰燃、回燃积累燃烧状态条件，通过控制隔离门、通气窗及第一排烟窗的开启，调节进入真火燃烧室内的空气量，以模拟火灾的轰燃、回燃。

通过采用上述技术，控制器根据温度传感器、浓度传感器采集的信息，自动控制真火发生装置启闭，通气窗、第一排烟窗及第二排烟窗的开合大小，报警器的启闭，自动喷淋装置的启闭；控制真火燃烧室在点火阶段、燃烧阶段、控制燃烧及烟气阶段、燃烧熄灭及扑灭阶段的通风、排气，为轰然、回燃效果的模拟创造热、烟条件。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

1.通过设置真火燃烧室和观察室，可对烟火特性进行学习，并可开设各项真火真烟火灾的扑救训练课程，训练如何采用适当的战术进行火场侦察、降温、灭火、避难和撤退，更贴近实际火灾现场，有助于提升消防人员的危机意识，使训练场景更真实，有效提升灾害防救能力。

2.本申请可以模拟真实轰燃、回燃情景的发生过程，模拟真实火场浓烟、高温训练环境，训练人们演练降温、灭火、避难的策略。

3.通过固定燃烧物的燃烧产生的火焰、烟雾以及对通风窗、第一排烟窗开启大小的控制，制造烟雾效果，训练人员通过烟层的变化了解火情的发展。

4.本申请的箱本体四周设置起吊环，可以将装置吊装在拖车上进行异地运输，运送至各类消防站点，以增加专业训练和比武竞赛模拟设施，降低训练成本，提高队伍实战化训练水平。

附图说明

图1是本申请结构示意图；

图2是本申请去除箱本体一侧壁的结构示意图;

图3是图1的a部放大图；

图4是图1的b部放大图；

图5是图2的c部放大图。

图示：1、箱本体；11、真火燃烧室；12、观察室；13、隔离门；14、输送门；15、逃生门；2、通气窗；21、通气口；22、滑轨；23、窗框；24、窗框驱动电机；25、丝杠；26、丝杠螺母；3、第一排烟窗；31、排烟口；32、盖板；33、支架；34、驱动轴；35、吊臂；36、连杆；37、从动齿轮；38、盖板驱动电机；4、真火发生装置；41、燃烧架；42、围栏；43、托板；44、电子点火器；5、第二排烟窗；6、防护屏；61、支撑杆；7、触发线；8、报警器；9、起吊环。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种烟火特效训练装置，包括长方体状箱本体1，箱本体1的外壳采用金属材质，所述箱本体1包括相互连通的真火燃烧室11和观察室12，观察室12用于观察室12用于训练时消防人员实际的观察和体验轰燃和回火现象。

如图1所示，所述真火燃烧室11侧壁中部设有可开关的通气窗2，通过控制通气窗2开启的大小可以控制新鲜空气输入真火燃烧室11的量，以达到回燃效果。所述真火燃烧室11顶部靠近隔离门13一侧开设有可开关的第一排烟窗3，通过控制第一排烟窗3开启的大小可以控制新鲜空气输入真火燃烧室11的量，以达到回燃效果。

如图2所示，真火燃烧室11与观察室12之间设有隔离门13，隔离门13用于在开启时产生轰燃、回燃效果，根据需要可全部开启或部分开启；本实施例的隔离门13为向观察室12方向打开的对开门。所述真火燃烧室11端部设有输送门14，输送门14为向外开的双开门，通过输送门14可以向真火燃烧室11内输送用于燃烧产生烟火的固定燃烧物，如木材、轮胎等，训练完成后，还可以将燃烧灰烬或未燃烧物清理出去；输送门14为金属门，可进行关闭并具有卡榫可上锁或扣紧，输送门14不可因长期高温燃烧而产生明显变形，以致影响入室及逃生。

如图3所示，本实施例中的通气窗2包括真火燃烧室11侧壁开设的通气口21，所述通气口21两侧设有竖直滑轨22，所述滑轨22上滑动连接有可与通气口21密封闭合的窗框23，所述窗框23上固设有防爆透明玻璃，从外界可以透过透明玻璃观察真火燃烧室11内固定燃烧物燃烧的状态情况。所述窗框23还连接有驱动其在滑轨22上移动的窗框驱动装置，所述窗框驱动装置包括滑轨22远离通气口21一端设置的窗框驱动电机24，所述窗框驱动电机24固定在真火燃烧室11外壁，所述窗框驱动电机24固定连接丝杠25，所述丝杠25与滑轨22平行设置且与固定在窗框23上的丝杠螺母26螺纹连接。窗框驱动电机24的转动可以带动丝杠螺母26沿丝杠25的轴线运动，进而带动窗框23在滑轨22方向移动，从而实现通气口21的关闭或打开。

本实施例中，所述第一排烟窗3与第二排烟窗5结构、大小均相同。

如图4所示，所述第一排烟窗3包括开设在真火燃烧室11顶部的排烟口31，所述第排烟口31一侧通过合页转动连接盖板32，所述盖板32还连接有驱使盖板32沿合页转轴可翻转打开或密封盖合在排烟口31的盖板驱动装置，所述盖板驱动装置包括真火燃烧室11顶部靠近合页一侧固定连接的一对支架33，所述支架33上转动连接驱动轴34，所述驱动轴34的轴线与合页的转轴轴线平行，所述驱动轴34两端固定连接有吊臂35，所述盖板32两端与合页相对一侧转动连接有与吊臂35相对应的连杆36，所述吊臂35另一端与相应的连杆36另一端铰接；所述驱动轴34上固定连接从动齿轮37，所述真火燃烧室11顶部固定连接盖板驱动电机38，所述盖板驱动电机38的轴固定连接与从动齿轮37啮合的主动齿轮。通过盖板驱动电机38的转动可以带动驱动轴34的转动，进而带动吊臂35和连杆36联动，从而实现第一排烟窗3的关闭或打开。

窗框驱动装置控制通气口21开闭程度以及通过盖板驱动电机38控制第一排烟窗3的开闭程度控制，可以控制进入真火燃烧室11内的空气量，进而达到对真火燃烧室11内热量聚集、烟雾聚集、氧气耗损程度的控制，为模拟真实的轰燃、回燃积累燃烧状态条件。

通过通气窗2和第一排烟窗3的开启程度，控制真火燃烧室11在点火阶段、燃烧阶段、控制燃烧及烟气阶段、燃烧熄灭及扑灭阶段的通风、排气，为轰然、回燃效果的模拟创造热、烟条件。

如图5所示，所述真火燃烧室11内设有用于模拟真火真雾的真火发生装置4，真火发生装置4包括燃烧架41、所述燃烧架41上方设有栅格板，所述栅格板外缘设有围栏42，所述栅格上放置一定数量的用于产生真火真雾的固定燃烧物，所述栅格板下方设有托板43，所述托板43上设置有电子点火器44，所述电子点火器44通过管道连接电磁阀，所述电磁阀设置在箱本体1外，所述电磁阀连接燃气管。真火发生装置4工作时，电磁阀首先打开，燃气管中充满燃气，电子点火器44打火启动，将栅格板上的固体燃烧物点燃，固定燃烧物的燃烧可以模拟出真火真烟的效果，为轰燃、回燃积累燃烧状态条件。

所述真火发生装置4上方设有用于灭火的自动喷淋装置，在模拟火灾训练完成后，通过开启喷淋装置，及时将燃烧的固体燃烧物熄灭，快速对真火燃烧室11进行降温，并及时进行清理，减少第二次训练的间隔时间。所述观察室12中部顶端设有可开关的第二排烟窗5，当观察室12封闭时，可以通过第二排烟窗5的开启大小维持观察室12内的通风量，避免训练人员呼吸憋闷；当需要进行轰燃、回燃效果训练时，通过控制第二排烟窗5开启的大小，还可以控制轰燃、回燃的效果；当进行轰燃、回燃效果训练后，通过第二排烟窗5还可以排放观察室12内的烟热及有害气体。所述观察室12还设有至少两个逃生门15，本实施例中，逃生门15包括观察室12侧壁靠近隔离门13一侧设置的逃生门15，观察室12的端部设置的逃生门15。设置两个逃生门15便于训练人员在出现危险状况时能够迅速逃生。

在真火燃烧室11内固体燃烧物燃烧为轰燃、回燃积累燃烧状态条件成熟后，通过隔离门13的开启、积累的未燃烧高温烟气和观察室12的空气瞬间接触并燃烧，形成真实的轰燃。

在实现轰燃、回燃效果时，隔离门13的开启、闭合采用手动操作方式。可用长度超过1米的长手柄勾住隔离门13，以确保安全，长手柄和隔离门13把手采用硬连接方式以保证可靠操控。

通过控制第二排烟窗5开启大小的不同，可以营造不同的轰燃、回火效果。

为了便于在观察室12内观察轰燃、回燃效果，并保障训练人员的安全，第二排烟窗5下方远离隔离门13一侧设有透明防护屏6，所述防护屏6一侧转动连接支撑杆61，所述支撑杆61固定连接在观察室12底面；根据观察的角度不同，可以适当转动防护屏6，使防护屏6位于训练人员前方。

为了不影响轰然、回燃的观察效果，防护屏6的宽度不超过1米，防护屏6的高度为2米。训练人员在防护屏6后通过操作长手柄对隔离门13进行打开，达到轰燃、回燃的效果。

为了用于进行紧急情况下的手动报警，所述观察室12内设有紧急报警触发线7，所述触发线7沿观察室12长度方向设置且高度高于观察室12底面，所述触发线7一端固定连接在观察室12侧壁，另一端连接报警器8的控制开关。当出现紧急情况时，可以通过脚踩，或卧倒、滚压等方式触发报警器8报警，提示救援人员及时救助，避免人身伤害事故的发生。

所述箱本体1外侧还设有声光报警器8，用于点火后进行声光报警，提示受训人员及周边的人员此时处于着火扑救状态，使受训人员可以感受到真实着火时的状况。

为了使真火燃烧室11能够耐受高温环境条件的要求，模拟出真火燃烧的效果，提高了该训练装置的使用寿命，真火燃烧室11内侧壁、输送门14内侧、隔离门13朝向真火燃烧室11一侧及第一排烟窗3内侧均包覆耐高温隔热层。

为了提高了该训练装置的利用率，使该装置具有更好的灵活性和实用性，所述箱本体1顶部四角处分别设有起吊环9，将该训练装置吊装在拖车上，运送到需要训练的各类消防站点。

本申请还提供了一种烟火特效训练系统，包括：

多个温度传感器，设置在燃烧架41下方以及真火燃烧室11周边沿真火燃烧室11的顶、中、下分布。

浓度传感器，设置在真火燃烧室11周边，用于检测真火燃烧室11内的氧气浓度、二氧化碳浓度及烟雾浓度。

控制器，所述控制器分别电连接窗框驱动电机24、第一排烟窗3的盖板驱动电机38、第二排烟窗5的盖板驱动电机38、温度传感器、浓度传感器、电子点火器44、电磁阀、自动喷淋装置以及报警器8。

训练时，控制器根据采集的真火燃烧室11内的温度信息、氧气浓度信息、二氧化碳浓度信息及烟雾信息判断真火燃烧室11有无异常，当上述参数均符合系统要求，控制器启动真火发生装置4，控制电磁阀打开，启动电子点火器44将固体燃烧物点燃，控制器启动报警器8工作，进行声光报警；当温度传感器大于设定的阈值，控制器控制电磁阀关闭，启动报警器8，控制器依据浓度传感器采集的氧气浓度信息控制通气窗2、第一排烟窗3的开闭大小；固体燃烧物燃烧的时间和大小可通过控制通气窗2、第一排烟窗3的开闭大小实现，调节进入真火燃烧室11内的空气量，使真火燃烧室11内为缺氧燃烧状态，模拟真实火灾时门窗紧闭状态时的火情。

在真火燃烧室11内的固体燃烧物燃烧为轰燃、回燃积累燃烧状态条件成熟后，打开隔离门13、积累的未燃烧高温烟气和观察室12的空气瞬间接触并燃烧，形成真实的轰燃。

在真火燃烧室11内的固体燃烧物燃烧为轰燃、回燃积累燃烧状态条件成熟后，真火燃烧室11内为缺氧燃烧状态，将通气窗2和第一排烟窗3均开启，积累的未燃烧高温烟气与通气窗2和第一排烟窗3开启的空气瞬间接触并燃烧，形成回燃。

训练完毕，控制器控制自动喷淋装置启动，及时将燃烧的固体燃烧熄灭，并快速对真火燃烧室11进行降温。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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