本实用新型属于火灾安全技术领域，具体涉及一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的燃烧器装置，为实验模拟多种情况下的开火口蔓延，研究其演变过程及其物理规律提供一种有效的方法。
背景技术：
在火灾科学中，多孔气体燃烧器被广泛使用作为模拟火源。气体火源在燃烧过程中受火焰辐射反馈的影响较小，能够保持固定的热释放速率，提供了一种建立火源稳定燃烧理论模型的有效方式。唐飞等人将不同火源功率下气体火源与McCaffrey对火焰高度的理论模型进行对比，发现间歇羽流区和浮力羽流区的羽流温升拟合的指数和理论值较为接近。Gao等人用15cm的方形气体火源多孔燃烧器，对比了开放空间和隧道内气体火源在15.94-106.28kW范围内的火焰高度并建立了预测关系式。Kurioka等研究了隧道纵向通风条件下气体火源的火焰倾角变化。所有上述研究中，气体火源多孔燃烧器均产生向上的浮力羽流。
对于高层建筑，室内发生火灾，当室内氧气不足以维持燃烧，火焰以及高温未燃气体从打开的窗口或是幕墙上玻璃破碎处流出窗外，形成溢流火。多种形状的建筑外壁面以及玻璃破碎的随机性使火焰溢出的开口呈现出不同的形状，包括正方形、长方形、弧形等并且出火口垂直于水平面。如果火焰在阁楼倾斜屋顶溢出，出火口会与水平面成不同的倾角。此外，目前在工业使用的锅炉中，为保证炉体内温度均匀，燃烧机会以一定角度向炉体内喷出火焰及高温烟气。原有的气体火源多孔燃烧器只能产生竖直向上的火焰，并不能改变火焰的朝向。另外，在原有的气体火源多孔燃烧器上改变出火口的形状为不规则的多边形及弧形等，会增加工艺上的难度且经济性较差。因此，在上述场景下，作为模拟火源则不能满足需求。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种可以模拟多种开口情况的竖向火源燃烧器装置，且该燃烧器的形状、尺寸和开口朝向可调，为实验模拟多种情况下的开口溢流火行为，研究其演变过程及其物理规律提供一种有效的方法。
本实用新型采用的技术方案为：一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的燃烧器装置，包括燃烧器外壳体、气体火源多孔燃烧器、燃烧器底座三个主要部分。多孔燃烧器放于燃烧器底座上，上方覆盖外壳体，外壳体的内径与多孔燃烧器无缝连接。
所述的燃烧器外壳体由3层结构组成，最外面是一层铁皮2，内部贴有0.008m厚的防火板3，向内为0.01m厚的保温棉4，有效减少壳体内部的热量散失。
所述的燃烧器外壳体可以模拟任意形状、大小、开口朝向的竖向火源。
所述的燃烧器外壳体右侧面完全开放，右侧开口模拟竖向火源所需的形状(四边形、弧形、梯形等)，底面紧靠左侧面处留出与所需燃烧器上表面大小形状相同的开口。
所述的燃烧器外壳体放置在外壳体支撑架上，外壳体底部内径与气体火源多孔燃烧器无缝连接。
所述的气体火源多孔燃烧器上表面的形状与燃烧器外壳体1侧面开口有关。侧面开口以底边两点间的直线为轴，逆(顺)时针旋转90°，在水平面上的投影形状即为气体火源多孔燃烧器5上表面的形状。
所述的气体火源多孔燃烧器5可以是单体多孔燃烧器也可以是多个单体组合的多孔燃烧器，如专利号公开号为CN106765100A(一种可模拟不同尺寸、形状气体火源的多孔燃烧器组合模块)。
所述的气体火源多孔燃烧器在起整流作用的四棱柱结构外侧靠近上表面的地方焊接外壳体支撑架。
所述多孔燃烧器下方放置燃烧器底座。
所述的燃烧器底座有伸缩脚杆可连续调节高度，也带有滚轮可移动。
本实用新型的优点和积极效果为：
(1)本实用新型通过改变外壳体的形状、尺寸以及开口的朝向，可以模拟多种情况下的开火口蔓延，为研究其演变过程及其物理规律提供一种有效的方法。
(2)本实用新型三个主要组成部分，气体火源多孔燃烧器、外壳体与燃烧器底座之间灵活拆卸，可进行多种组装，使用灵活。
(3)本实用新型整体装置带有滚轮，方便移动；燃烧器底座带有可伸缩杆，可连续调节高度。易于满足对实验环境的选择以及对出火口高度的要求。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为竖直方向长方形出火口的燃烧器装置；
图3为竖直方向弧形出火口的燃烧器装置；
图4为改变出火口倾角的燃烧器装置；
图5为对侧双出火口的燃烧器装置；
图中标号：1-燃烧器外壳体；2-铁皮；3-0.008m厚的防火板；4-0.01m厚的保温棉；5-气体火源多孔燃烧器；6-外壳体支撑架；7-燃烧器底座；8-可伸缩杆；9-滚轮；10-滚轮刹车闸
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的燃烧器装置，包括燃烧器外壳体、气体火源多孔燃烧器、燃烧器底座三个主要部分。
参见图1，一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的新型燃烧器装置，其采用的燃烧器外壳体1由3层结构组成，最外面是一层铁皮2，内部贴有0.008m厚的防火板3，向内为0.01m厚的保温棉4，有效减少壳体内部的热量散失。
参见图1，以竖直平面上20cm的正方形出火口为例，燃烧器外壳体1是一个长方体，上下底面长21.8cm宽23.6cm，高为22.8cm。长方体的右侧和底面开口，其余的面均为封闭的，且接口处无气体泄漏。
参见图1，一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的燃烧器装置，其采用的气体火源多孔燃烧器5上表面为方形，边长20cm。气体火源多孔燃烧器可以是单体多孔燃烧器也可以是多个单体组合的多孔燃烧器，如专利号公开号为CN106765100A(一种可模拟不同尺寸、形状气体火源的多孔燃烧器组合模块)。在燃烧器起整流作用的四棱柱结构外侧，上表面下方1cm处焊接外壳体支撑架6。燃烧器外壳体1放于支撑架6上，并与气体火源多孔燃烧器紧密粘合在一起。
参见图1，一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的燃烧器装置，其采用的燃烧器底座7配有4个可伸缩的脚杆8，每个脚杆均上细下粗，通过螺纹连接，可连续调节高度；每个脚杆下方配有一个滚轮9，易于移动整个燃烧器装置，滚轮上有刹车闸10，方便装置的固定。
参见图2、3，一种朝向及形状可调用来模拟竖向火源的燃烧器装置，通过改变燃烧器的外壳体及其右侧面可以模拟任意形状、大小开口的竖向火源。比如，高层建筑腔室内发生火灾，火焰从外立面上打开的窗口或是火灾中造成玻璃破碎的幕墙处流出形成溢流火，继而在外立面上发展。房间中通向外界的窗口打开方式有多种，造成开口形状出现正方形、长方形等的变化。而高层建筑的外壁面外观形状更是多变，弧形或是线型，造成开口处的不规则线条。此时，燃烧器外壳体右侧面完全开放，模拟所需的开口形状(四边形、弧形、梯形等)，底面紧靠左侧面处留出与所需气体火源多孔燃烧器5上表面大小形状相同的开口。
参见图4，竖向火源的出火口朝向也可通过改变外壳体1的结构来实现，比如模拟燃烧机向炉膛内以一定角度喷火。确定出火口所在平面与水平面的夹角以及出火口的形状，以出火口所在平面与水平线相交的直线为轴，逆时针旋转至水平面，水平面上的形状即为外壳体1的下底面形状。上底面与下底面平行，左侧面和前后面垂直于水平面并与上下地面相连。这种情况下，新型燃烧器的出火口形状及尺寸均可改变(多边形、弧形等)。
参见图5，竖向火源对侧双出火口也可通过改变外壳体1的结构来实现，比如模拟高层建筑腔室火灾在对侧外立面上的火蔓延。外壳体1是左右两个侧面均为开口，底面留出与气体火源多孔燃烧器上表面相同的开口。这种情况下，新型燃烧器双出火口的尺寸可变。
参见图2-5，装置中所需的气体火源多孔燃烧器5上表面的长和宽与外壳体1侧面开口的形状有关。以侧面开口底边两点间的直线为轴，逆时针旋转至水平面，在水平面上的投影形状即为燃烧器5上表面的形状。气体火源多孔燃烧器可以是单体多孔燃烧器也可以是多个单体组合的多孔燃烧器。
本实用新型未详细阐述的部分属于本领域公知技术。