CN101114413A - 一种模拟火焰燃烧图像的仿真装置 - Google Patents
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Abstract
一种模拟火焰燃烧图像的仿真装置，其包括有成像屏、表面开有火焰形状透光孔的火焰壁、作为光源的发光器件，光源在火焰屏的里侧，而成像屏在火焰壁的外侧，其特征在于所述的光源与火焰壁之间设置有电动机驱动的向上移动扫描光发生器，它容易通过人工控制和调节光束向上移动速度，使装置模拟火焰燃烧图案更加逼真自然，而装置结构合理简单，容易工业化制造。
Description
技术领域
本发明涉及电壁炉，尤其是涉及模拟火焰燃烧图像的仿真装置。
背景技术
目前，公知的利用电光源模仿火焰燃烧图像的装置主要有三大类。一类是反射式结构，另一类是直射式结构，第三类是布条吹风机结构。直射式还可以分成二类，一类透光玻璃罩是由电动机带动的，另一类透光罩是依靠热空气上升来推动的。
反射式的如美国的专利号为4890600的模仿火焰燃烧图像的装置(Fireplace burningsimulator unit，January 2，1990)，其特征是壳体底部前面设置的灯泡，壳体底部后面设有由电动机带动旋转的反光刷，灯泡和反光刷中间的上部设有背面带使光线散射的成像屏(幕墙玻璃)。灯泡发出的光线通过反光刷反射，在成像屏(幕墙)形成了徐徐上升的火焰图像。这种装置产生的火焰虽然样子逼真，但由于光线是靠反光刷反射灯泡的光线形成的，所以光线的强度不够，火焰的亮度有限。
直射式的第一类如我国的专利号为ZL01113160.8的模仿火焰燃烧图像的装置，其特征是设有背面带使光线散射的成像屏如幕墙玻璃后面设置有动态光源，动态光源的内部是是灯泡，灯泡外面是由电动机带动旋转的中空的柱状透光罩，透光罩上布满透光孔。灯泡的光通过透光孔照到成像屏上。由于透光罩在电动机的带动下不断的旋转，因此照到成像屏上的光点变成了徐徐上升的火焰。由于光线上直射的，所以光线的强度比较高，火焰的也就比较明亮。
直射式的第二类如美国的专利号为3395476的模仿火焰燃烧图像的装置(ElectricIllumination Device，1964)，其特征是机箱后部设有镜面的金属成像屏，成像屏上压有数条与垂直方向成不同的棱。在成像屏的前下方装有灯泡，灯泡的上面装有能自由转动的伞状的灯笼盖。灯笼盖的伞面被子压制成有一定倾斜角度透光孔。在机箱的前面还装有一块半透明的面板玻璃。灯泡产生的热空气上升时推动灯笼盖转动，灯泡的光通过透光孔照到成像屏上。由于灯笼盖不断的旋转，因此照到成像屏上的光束，在起伏不平的成像屏上变成了徐徐上升的火焰。这种装置的火焰虽然逼真，但灯笼盖的制作工艺要求较高，而且光源很大一部分发出的光不能反射到成像屏上去，再加上成像屏有一块半透明的面板玻璃，造成火焰的亮度很有限，而且它灯笼盖的旋转是依靠热空气形成的动力来转动的，调节其转动的速度很难进行人为控制，电壁炉在各地使用由于气候条件不一致，造成转速有一定差异，形成模拟效果不一样，灯笼盖也不适合做得很大，否则会转不动，所以，有时候需要多个这样的灯笼盖，造成结构不够紧凑，特别是在调节电壁炉电暖风机构功率大小和光源照明大小，一般不能影响和调节灯笼盖的转动速度，就是火焰上升的速度还是一样的，造成模拟不够自然逼真，需要改进。
吹风机布条结构，如美国的专利号为4965707的模仿火焰燃烧图像的装置(Apparatusfor simulating flames，1990)，其特征是机箱后面布置有十条左右的上窄下宽的布条。在布条有下方装有吹风机和灯泡。在机箱的前面还装有一块半透明的玻璃。灯泡照射下被吹风机吹得不断抖动的布条，从半透明的面板玻璃看进去好象是不断跳动的火焰。这种装置的形成的火焰，由于布条固定在机箱上的位置是不变的，所以火焰的轮廓一成不变，比较呆板。
最后，上面几种火焰仿真装置虽然各有千秋，但是有一个共同的缺点，那就是只能一面成像，不能满足多角度欣赏火焰的要求。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是克服上述缺陷而提供一种模拟火焰燃烧图像的仿真装置，它容易通过人工控制和调节光束向上移动速度，使装置模拟火焰燃烧图案更加逼真自然，而装置结构合理简单，容易工业化制造。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种模拟火焰燃烧图像的仿真装置，它能在光源四周360度范围内多面模拟火焰燃烧图像，使模拟仿真更加逼真自然，适合用户能够在不同方位从多个视角来欣赏熊熊燃烧的火焰。
本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种模拟火焰燃烧图像的仿真装置，其包括有成像屏、表面开有火焰形状透光孔的火焰壁、作为光源的发光器件，光源在火焰壁的里侧，而成像屏在火焰壁的外侧，其特征在于所述的光源与火焰壁之间设置有电动机驱动的向上移动扫描光发生器。
本发明解决上述另一个技术问题所采用的技术方案为：在上述技术基础上，所述的成像屏数目有多块，对应地，配合的火焰壁数目也有多块，成像屏与火焰壁成对地分布在向上移动扫描光发生器周围。
作为改进，只要根据成像面数的要求，来设置相应数量的成像屏和火焰壁。二面成像的火焰燃烧图像的仿真装置，只要在垂直上升的扫描光发生器的两侧如前面和后面各放置一块成像屏，在成像屏和垂直上升的扫描光发生器的中间各放置一块火焰壁，就成了二面成像的火焰燃烧图像的仿真装置；三面成像的火焰燃烧图像的仿真装置，需要三块成像屏和三块火焰壁，把三块成像屏做成“匚”形状，在“匚”形状的成像屏中心放置一个垂直上升的扫描光发生器，把三块火焰壁也做成小“匚”形状，把它放在成像屏和垂直上升的扫描光发生器的中间，就成了三面成像的火焰燃烧图像的仿真装置；四面成像的火焰燃烧图像的仿真装置，需要四块成像屏和四块火焰壁，把四块成像屏做成“口”形状，在“口”形状的成像屏中心放置一个垂直上升的扫描光发生器，把四块火焰壁也做成小“口”形状，把它放在成像屏和垂直上升的扫描光发生器的中间，就成了四面成像的火焰燃烧图像的仿真装置；更多面数的火焰燃烧图像的仿真装置，只要依此类推。它突破了传统电壁炉火焰燃烧模拟装置仅仅模拟平面图案的严重缺陷，就是某些电壁炉能够产生一些立体形状火焰图案，那也是利用不同面反射面造成比较狭窄范围图案，如背景技术描述的那种一样，不适合用户从前后左右等多方位角度进行观察，本发明改进的实施方案，可以在三维空间中多个平面上模拟火焰燃烧的图案，使用户可以从多个角度如前后左右等视角来欣赏熊熊燃烧的火焰，更加自然逼真生动，而结构简单，容易制作，成本低廉。
同时改进的有，所述的火焰屏是往里倾斜，它能起到放大效果，而且，使光束集中起来，提高火焰亮度，使它燃烧得更加明亮逼真。
作为具体的实施技术方案，所述的向上移动扫描光发生器结构为套在光源外面的里层透光罩，里层透光罩表面分布有多条呈现倾斜状的透光光栅，并且，里层透光罩与电动机的输出轴是驱动连接；对应地，在里层透光罩外面套设有外层透光罩，外层透光罩表面分布有多条上下延伸的透光孔，电动机连接有控制电路，通过里层透光罩与外层透光罩的相对转动，使透光罩上的透光孔产生循环的向上移动的扫描光，通过火焰壁上火焰形状的透光孔，在成像屏上产生动态的火焰燃烧图案，其结构简单，容易制造生产，并且是利用电动机驱动透光罩工作，所以，能够进行人工控制和调节光束向上移动速度，使装置模拟火焰燃烧图案更加逼真自然，不受环境条件限制，容易工业化进行生产，并进行质量控制，使出厂产品性能基本上相同，在设计要求范围内。
作为改进，所述的电动机安装在向上移动扫描光发生器的机架里，电动机的输出轴延伸出机架外面与里层透光罩底面的连接套连接在一起，外层透光罩固定在机架表面上，而外层透光罩的顶部与安装固定板相连接，安装固定板中间部位连接固定有插入里层透光罩的光源，它结构简单，容易组装生产。
作为具体的实施技术方案，所述的向上移动扫描光发生器结构为套在光源外面的里层透光罩，里层透光罩表面分布有多条上下延伸的透光孔，对应地，在里层透光罩外面套设有外层透光罩，外层透光罩表面分布有多条倾斜的透光光栅，并且，外层透光罩与电动机的输出轴是驱动连接，电动机连接有速度控制电路，通过里层透光罩与外层透光罩的相对转动，使透光罩上的透光光栅产生循环的向上移动的扫描光，通过火焰壁上火焰形状的透光孔，在成像屏上产生动态的火焰燃烧图案，其结构简单，容易制造生产，并且是利用电动机驱动透光罩工作，所以，能够进行人工控制和调节光束向上移动速度，使装置模拟火焰燃烧图案更加逼真自然，不受环境条件限制，容易工业化进行生产，并进行质量控制，使出厂产品性能基本上相同，在设计要求范围内。
作为改进，所述的电动机安装在向上移动扫描光发生器的机架里，电动机的输出轴延伸出机架外面与外层透光罩底面的连接套连接在一起，里层透光罩通过安装固定板固定在火焰壁上部或机架上面，而里层透光罩的顶部与安装固定板连接，安装固定板中间部位连接固定有插入里层透光罩的光源，它结构简单，容易组装生产。
有益的改进是，所述的多条上下延伸的透光孔是垂直的透光孔，并且在圆柱形透光罩上是圆周均匀分布，对应地，所述的多条呈现倾斜状的透光光栅在圆柱形透光罩上也是圆周均匀分布，它使向上移动扫描光发生器产生比较均匀的扫描光束。
最后，所述的电动机的控制电路连接设置有与电壁炉中暖风机构功率大小和光源亮度强弱的同步联动调节电路，使用户调节电壁炉的电暖风机构功率大小时候，也同时调节电动机的转速，使电壁炉电暖风机构功率愈大，光源产生更强的照亮亮度，电动机的转速也愈快，向上移动扫描光发生器光束也移动愈快，使火焰燃烧速度也更快，从而产生更加逼真自然的模拟效果。
与现有技术相比，本发明的优点在于：容易通过人工控制和调节光束向上移动速度，避免热气流带动灯笼盖旋转造成的工作不稳定性，光束扫描稳定可靠，而且使装置模拟火焰燃烧图案也更加逼真自然，由于火焰壁和成像屏是围在扫描光发生器的周围，所以，火焰图案更加明亮，充分利用起光源的能量，特别是使用了垂直上升的扫描光发生器以后，只要根据成像面数的要求，来设置相应数量的成像屏和火焰壁，就可以得到多面的火焰燃烧图像，克服了传统电壁炉火焰燃烧模拟装置仅仅在一个平面模拟火焰燃烧图像的严重缺陷，可以在前、后、左、右多个平面上模拟火焰燃烧的图案，使用户能够在不同方位，从多个视角来欣赏熊熊燃烧的火焰。而且可以通过控制电路人工方便地控制和调节光束向上移动速度和亮度，避免热气流带动灯笼盖旋转造成的工作不稳定性，光束扫描稳定可靠，而且使装置模拟火焰燃烧图案也更加逼真自然，更加自然逼真生动，而结构简单，容易制作，成本低廉，容易工业化制造。
附图说明
图1是垂直扫描光发生器内旋转式的立体图；
图2是垂直扫描光发生器的结构剖视图；
图3是里层的透光罩展开图；
图4是外层的透光罩展开图；
图5是三面成像的火焰仿真装置的立体图；
图6是三面内旋转式分解图；
图7是垂直扫描光发生器外旋转式的立体图；
图8是四面外旋转式分解图；
图9是垂直扫描光发生器外旋转式的立体图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例子1
如图1-5所示意，在电壁炉机箱底板上有三块幕墙玻璃依次连接成呈大体“匚”形的框状，作为成像屏1，分布在向上移动扫描光发生器4的前面、左面、右面，必要的时候，在成像屏1的里侧面要有能使光线产生散射的散射层，以便光束照射到它上面以后形成清晰的图像。成像屏和火焰壁2之间要有一定的距离，以便达到虚化图像边缘的技术效果。同理，在成像屏1里面，机箱底板12上还连接固定有三块火焰壁2，它们往里倾斜，并依次连接成对应的“匚”形的框状，也分布在向上移动扫描光发生器4的前面、左面、右面，火焰壁2采用金属板做成，表面冲压有呈自然的燃烧火焰形状的透光孔，使光束通过火焰壁后能够形成火焰形状的光束，在火焰壁2里面中心位置，在机箱底板12上用螺钉连接固定有一向上移动扫描光发生器4的机架10，电动机9安装在机架10里，而电动机9的输出轴向上延伸，露在机架10外面，里层透光罩5采用薄壁金属板卷成圆柱形，表面冲压出呈现倾斜状的透光光栅7，透光光栅7是均匀地分布在里层透光罩5的圆周表面上，与水平夹角在45～80度范围，优选75度，里层透光罩5连接固定在底盘上，底盘底面带有连接套13，用螺钉使电动机9输出轴与里层透光罩5底面上的连接套13连接在一起，在里层透光罩5的外面套有外层透光罩6，外层透光罩6也是采用薄壁金属板卷成圆柱形，表面冲压出呈现上下延伸的透光孔8，本实施例子是采用垂直的透光孔，并且，透光孔8是均匀地分布在外层透光罩6的圆周表面上，最后，外层透光罩6通过连接边用螺钉固定在机架10表面上。外层透光罩6的顶部用螺钉连接固定有一安装固定板11，安装固定板11中间部位连接固定有插入里层透光罩的光源3。光源3可以采用传统的灯泡或长条状的灯管，甚至，是LED管组成的发光板。必要的时候，电动机9输出轴也可以先通过变速机构如齿轮变速箱再与里层透光罩5呈驱动连接，以降低光束扫描速度。电动机9的转速控制电路连接设置有与电壁炉中暖风机构功率大小和光源亮度强弱的同步联动调节电路。
其工作过程是这样的，装置的中间是一个光源3如灯泡，在灯泡光源3外面套上二层垂直放置的中空的圆柱形的透光罩5、6，里层透光罩5上布满了与垂直方向成一定角度的透光光栅7，外层透光罩6上布满垂直方向的透光孔8。外层透光罩6固定在机箱上静止不动，里层透光罩5用每分钟几转的电动机9带着转动，电动机9旋转的方向使里层透光罩上的倾斜光栅7的下部在前，在转动过程中，先是里层透光罩的透光光栅7的下部和外层透光罩的透光孔8的下部对齐，随着里层透光罩5的转动，对齐的部位逐步往上移动，一直到里层透光罩的透光光栅7的上部和外层透光罩的透光孔8的上部对齐为止，这样，当光源灯泡发光时，透过里层透光罩5的是一组下部在前，上部在后倾斜的旋转的光束，透过外层透光罩6以后，变成了自下至上的垂直上升的扫描光束，再利用人类眼睛的视网膜的暂留效应，变成徐徐上升的光柱。这个装置简称为“垂直扫描光发生器”，再通过火焰壁2，使光束通过火焰壁2后能够形成火焰形状的光束，在成像屏1上成像出燃烧的火焰图案，采用了三块成像屏1和火焰屏2，可以在三维空间中三个平面上模拟火焰燃烧的图案，使用户可以从电壁炉的前面、左面、右面多个角度来欣赏熊熊燃烧的火焰，更加自然逼真生动。
实施例子2
如图7、8、9，在电壁炉机箱底板上有四块幕墙玻璃依次连接成呈大体“口”的框状，作为成像屏1，分布在向上移动扫描光发生器4的前面、后面、左面、右面，必要的时候，在成像屏1的里侧面可以衬上透光的泡沫塑料膜，起到必要的图案模糊化技术效果，同理，在成像屏1里面，机箱底板上还连接固定有四块火焰壁2，它们往里倾斜，并依次连接成对应的大体“口”的框状，也分布在向上移动扫描光发生器4的前面、后面、左面、右面，火焰壁2采用金属板做成，表面冲压有呈自然的燃烧火焰形状的透光孔，使光束通过火焰壁后能够形成火焰形状的光束，在火焰壁里面中心位置，在机箱底板上用螺钉连接固定有一向上移动扫描光发生器4的机架10，向上移动扫描光发生器结构为套在光源3外面的里层透光罩5a，里层透光罩5a表面分布有多条上下延伸的透光孔8a，本实施例子是采用垂直的透光孔8a，对应地，在里层透光罩5a外面套设有外层透光罩6a，外层透光罩6a表面分布有多条呈现倾斜状的透光光栅7a，并且，电动机9安装在向上移动扫描光发生器的机架10里，电动机9的输出轴延伸出机架外面与外层透光罩6a底面的连接套连接在一起，里层透光罩5a通过安装固定板11固定在机架10表面上或者是在火焰壁2上，里层透光罩5a的顶部连接固定有安装固定板11，安装固定板11中间部位连接固定有插入里层透光罩的光源3，电动机9连接有控制电路。其它与实施例子1是类似的，它可以在三维空间中四个平面上模拟火焰燃烧的图案，使用户可以从电壁炉的前面、后面、左面、右面多个角度来欣赏熊熊燃烧的火焰，更加自然逼真生动。
Claims (9)
1.一种模拟火焰燃烧图像的仿真装置，其包括有成像屏(1)、表面开有火焰形状透光孔的火焰壁(2)、作为光源(3)的发光器件，光源(3)在火焰壁(2)的里侧，而成像屏(1)在火焰壁(2)的外侧，其特征在于所述的光源(3)与火焰壁(2)之间设置有电动机(9)驱动的向上移动扫描光发生器(4)。
2.根据权利要求1所述的仿真装置，其特征在于所述的成像屏(1)数目有多块，对应地，配合的火焰壁(2)数目也有多块，成像屏(1)与火焰壁(2)成对地分布在向上移动扫描光发生器(4)周围。
3.根据权利要求2所述的仿真装置，其特征在于所述的成像屏(1)和火焰壁(2)数目分别为二块，它们分布在向上移动扫描光发生器(4)的前面、后面，或者是，成像屏(1)和火焰壁(2)数目分别为三块，它们分布在向上移动扫描光发生器(4)的前面、左面、右面，相互连接围成“匚”形框状，或者是，成像屏(1)和火焰壁(2)数目分别为四块，分布在向上移动扫描光发生器(4)的前面、后面、左面、右面，相互连接围成“囗”形框状。
4.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的仿真装置，其特征在于所述的向上移动扫描光发生器(4)结构为套在光源(3)外面的里层透光罩(5)，里层透光罩(5)表面分布有多条呈现倾斜状的透光光栅(7)，并且，里层透光罩(5)与电动机(9)的输出轴是驱动连接；对应地，在里层透光罩(5)外面套设有外层透光罩(6)，外层透光罩(6)表面分布有多条上下延伸的透光孔(8)，电动机(9)连接有控制电路。
5.根据权利要求4所述的仿真装置，其特征在于所述的电动机(9)安装在向上移动扫描光发生器的机架(10)里，电动机(9)的输出轴延伸出机架外面与里层透光罩(5)底面的连接套连接在一起，外层透光罩(6)固定在机架(10)表面上，而外层透光罩(6)的顶部连接固定有安装固定板(11)，安装固定板(11)中间部位连接固定有插入里层透光罩(5)的光源(3)。
6.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的仿真装置，其特征在于所述的向上移动扫描光发生器结构为套在光源(3)外面的里层透光罩(5a)，里层透光罩(5a)表面分布有多条上下延伸的透光孔(8a)，对应地，在里层透光罩(5a)外面套设有外层透光罩(6a)，外层透光罩(6a)表面分布有多条呈现倾斜状的透光光栅(7a)，并且，外层透光罩(6a)与电动机的输出轴是驱动连接，电动机(9)连接有控制电路。
7.根据权利要求6所述的仿真装置，其特征在于所述的电动机(9)安装在向上移动扫描光发生器的机架(10)里，电动机(9)的输出轴延伸出机架外面与外层透光罩(6a)底面的连接套连接在一起，里层透光罩(5a)通过安装固定板(11)固定在火焰壁(2)的上面或机架(10)上面，里层透光罩(5a)的顶部与安装固定板(11)相连接，安装固定板(11)中间部位连接固定有插入里层透光罩的光源(3)。
8.根据权利要求7所述的仿真装置，其特征在于所述的多条上下延伸的透光孔(8、8a)是垂直的透光孔，并且在圆柱形透光罩上是圆周均匀分布，而所述的多条呈现倾斜状的透光光栅(7、7a)在圆柱形透光罩上也是圆周均匀分布。
9.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的仿真装置，其特征在于所述的电动机(9)其控制电路连接设置有与电壁炉中暖风机构功率大小和光源亮度强弱的同步联动调节电路。
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