CN103574483A

CN103574483A - 一种火焰仿真系统

Info

Publication number: CN103574483A
Application number: CN201210252120.1A
Authority: CN
Inventors: 陈晓亮
Original assignee: NINGBO GAOBO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NINGBO GAOBO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: CN103574483B

Abstract

一种火焰仿真系统，包括火形壁、设置于火形壁前侧的成像屏以及设于火形壁后侧的动态光源装置，所述动态光源装置的轴向与火形壁的平面平行，所述动态光源装置包括支撑架、发光二极管和电机，其特征在于所述支撑架上轴向安装有一透光筒，所述透光筒的表面开有多个形状各异的透明窗，透光筒的一端通过连接轴与电机相连，另一端通过自平衡轴承套在支撑架的轴套上；所述发光二极管轴向设于透光筒内，不随透光筒转动。作旋转运动的透光筒与位置固定的发光二极管组成的动态光源形成变化的燃烧火焰效果，使得模拟火焰图象更加自然，同时动态光源装置的使用寿命长且节能、安全。本发明结构紧凑、实用经济，并简化机械结构，使模拟壁炉的火焰更逼真、生动、可靠和安全。

Description

一种火焰仿真系统

技术领域

本发明涉及电壁炉技术领域，具体是一种电壁炉中的火焰仿真系统。

背景技术

随着科学技术的发展和环保要求的日益提高，传统的实物燃烧壁炉已经逐步被清洁、安全、方便和卫生的电壁炉所取代。现代的欧洲、北美等地，人们在寒冷的冬季普遍使用电壁炉御寒。其中集取暖、观赏效果于一体的装饰性电壁炉更是受到大众的青睐。

虽然人们对电壁炉中的火焰仿真系统进行了长期研究，过去模仿燃烧火焰的方法，大多采用普通灯泡有限的光源经过透射、反射、衍射、折射和投射等方法产生，颜色单一，画面呆板且缺少真实火焰燃烧时所应有的各种变化，火焰较为单调仿真度不高，外部箱体往往比较厚重，电机噪音大，效果并不是很理想，而且发光体寿命短，更换频繁。现有专利号为200520118914.4的中国专利《仿真壁炉》，包括一带有空腔和视窗的壳体，以及设置在所述空腔内接近所述视窗一侧的固态光源，在所述固态光源的上方固定设有一火焰模拟装置，用于产生模拟火焰；所述固态光源为发光二极管组件；其火焰模拟装置包括框架、安装于框架上的转轴、连接于所述转轴一端的电机、设置在转轴上的反光片、接近于反光片的过滤板以及设置在过滤板前、接近视窗一侧的屏幕玻璃。它是通过LED灯发出的光照射在转动的反光片上转变成不规则的动态光源，再经过过滤板投影到屏幕玻璃上。但是这种结构在火焰造型上还不够生动、逼真，反光片设置在转轴上极易损坏，这势必影响火焰模拟装置的使用寿命，在使用安全性与节能上还有待改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种火焰仿真系统，结构简单实用，模拟火焰图象自然逼真，并简化机械结构，使整个系统更节能、环保、安全。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种火焰仿真系统，包括火形壁、设置于火形壁前侧的成像屏以及设于火形壁后侧的与动态光源装置，所述动态光源装置的轴向与火形壁的平面平行，所述动态光源装置包括支撑架、发光二极管和电机，其特征在于所述支撑架上轴向安装有一透光筒，所述透光筒的表面开有多个形状各异的透明窗，透光筒的一端通过连接轴与电机相连，另一端套在支撑架的轴套上；所述发光二极管线路板轴向固定地设于透光筒内，非随透光筒转动。

作为改进，所述透光筒的另一端通过柔性自平衡轴承套在支撑架的轴套上。

作为改进，所述支撑架为长条形，其两端成型有翻折的安装板，安装板上设有同轴的通孔，所述轴套固定在右侧的安装板的内侧，其中心孔与右侧的安装板的通孔同轴，所述电机安装在左侧的安装板的外侧，所述透光筒采用一透明薄壁的圆柱形塑料管，其圆周外表面经过丝印或贴膜处理形成多个波浪形或火焰形状或者其他形状的透明窗，透光筒的一端固定套设有左端盖，左端盖的外侧设有一用于连接电机的凸出轴，该凸出轴通过橡胶连接轴套与电机相连，透光筒的另一端与右端盖组件相连，通过右端盖组件套在所述轴套上。这样电机运行时力矩经过左端盖传递到透光筒，透光筒就会随着电机的连续旋转产生圆周运动。

作为改进，所述右端盖组件由右端盖、柔性自平衡轴承套和压板组成，所述右端盖上开设有可供自平衡轴承套嵌入的凹槽，所述柔性自平衡轴承设于右端盖的凹槽内，其上用压板压紧，并采用连接件将压板与右端盖固定连接，所述右端盖组件通过自平衡轴承套在与支撑架固定的轴套上，并以联接件与透光筒的右端固定连接。柔性自平衡轴承克服了电机和轴套的不同轴引起的电机过载和卡死不转的问题，减少摩擦阻力，同时也消除了由此产生的摩擦噪音。

作为改进，所述发光二极管安装在一长条形的印刷线路板上，所述印刷线路板安装在一线路板支架上，所述线路板支架为一个喷涂成黑色的长条形钣金件，其上沿长度方向设有若干安装孔，所述印刷线路板上设有对应的若干小孔，通过绝缘的隔离柱穿过线路板支架的安装孔、印刷线路板上的小孔将印刷线路板与线路板支架绝缘连接，在印刷线路板上设有一发光二极管盖板，所述发光二极管通过线路板支架轴向置于透光筒内，并与水平面呈一定夹角，所述发光二极管发出的光线经过发光二极管盖板散射后，经过旋转着的透光筒上的透明窗，形成变化跳动火苗的源头。发光二极管发出的光可以是单一颜色的，也可以是多种颜色的。发光二极管光线的明暗及颜色变化由电壁炉整机的智能控制线路板负责调节，进而模拟出火焰大小和形态的变化。

再改进，所述线路板支架的两端弯折成型有用于安装连接的翻折边，其中右端的翻折边上开有安装通孔，一空心螺杆穿过安装通孔，里端由螺母固定，外端套置一衬套并用螺母固定后穿过所述轴套、所述支撑架的右侧的安装板的通孔，最后拧入螺母固定；所述线路板支架的左端的翻折边的外侧设有一与所述安装通孔同轴的圆柱销，所述左端盖的内侧设有可供圆柱销插入固定的插孔，所述线路板支架通过圆柱销与所述插孔的配合、空心螺杆与支撑架的配合固定地安装在所述透光筒内，因此，在电机的驱动下透光筒转动而线路板支架不动。这样使得发光二极管工作时位置固定，它发出的光经过旋转的透光筒过滤后成为变化跳动火苗的源头。

再改进，所述印刷线路板上设有与发光二极管的电源线相连接插口，所述电源线的一端插接在插口上，另一端穿过所述轴套的中心孔引出透光筒外。

进一步改进，所述发光二极管盖板为一内表面蒙砂的塑料板，使通过的光线产生散射。

进一步改进，所述火形壁采用不透光材料制成，火形壁上开有仿火焰燃烧状缺口。缺口部分允许动态光源装置产生的动态光束通过，使在成象屏上产生跳动的火焰图象，具有真实燃烧时的火焰轮廓。

再进一步改进，所述成像屏是以单面镜面的半透明玻璃为基板，其镜面向外，在内侧非镜面上通过酸蚀或喷砂、喷涂形成雾状的半透明毛面，在毛面上采用丝印或喷涂的方法生成一弧形的不透明区和渐变的过渡区；或在外侧镜面上通过丝印、喷涂或粘贴半透明图案，形成砖形、毛石堆砌形或砂灰形的炉膛自然后壁面。

最后，所述成像屏是以毛面的半透明塑料板为基板，在内侧喷涂、丝印弧形不透光区或过渡区作为火焰图象成象面，在外侧喷涂、丝印或者粘贴砖形、毛石堆砌形、砂灰形图案作为壁炉炉膛自然后壁面。

与现有技术相比，本发明的优点在于：作旋转运动的透光筒与位置固定的发光二极管组成的动态光源形成变化的燃烧火焰效果，使得模拟火焰图象更加自然，同时动态光源装置的使用寿命长且节能、安全。本发明结构紧凑、实用经济，并简化机械结构，使模拟壁炉的火焰更逼真、生动、可靠和安全。

附图说明

图1是本发明的火焰仿真系统的结构示意图；

图2是本发明的动态光源装置的结构分解图；

图3是本发明的发光二极管安装在印刷线路板上的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种火焰仿真系统，包括火形壁2、设置于火形壁2前侧的半透明的成像屏1以及设于火形壁2后侧的与动态光源装置，火形壁2采用不透光材料制成，火形壁2上开有多个仿火焰燃烧状的缺口2a，成像屏1是以单面镜面的半透明玻璃为基板，其镜面向外，在内侧非镜面上通过酸蚀或喷砂、喷涂形成雾状的半透明毛面，在毛面上采用丝印或喷涂的方法生成一弧形的不透明区和渐变的过渡区；或在外侧镜面上通过丝印、喷涂或粘贴半透明图案，形成砖形、毛石堆砌形或砂灰形的炉膛自然后壁面，火形壁2的缺口2a允许动态光源装置产生的动态光束通过，使在成象屏1上产生跳动的火焰图象，具有真实燃烧时的火焰轮廓；

如图2所示，动态光源装置的轴向与火形壁2的平面平行，动态光源装置包括支撑架3、透光筒5、发光二极管21和电机4，透光筒5轴向安装在支撑架3上，透光筒5的表面开有多个形状各异的透明窗5a，透光筒5的一端通过橡胶连接轴套7与电机4相连，另一端套在支撑架3内侧的轴套6上；分布着若干发光二极管21的印刷线路板8是轴向设于透光筒5内，但不随透光筒5转动；支撑架3为长条形，其两端成型有翻折的安装板3a和3b，安装板3a和3b上设有同轴的通孔，右侧的安装板3a的通孔3a1的外侧还设有四个小通孔3a2，轴套6的后端面的边缘设有与之对应的四个小孔，轴套6的后端与右侧的安装板3a的内侧相抵，其中心孔与右侧的安装板3a的通孔3a1同轴，通过螺钉穿过轴套6的四个小孔、右侧的安装板3a的四个小通孔3a2将轴套6固定在支撑架3上，电机4安装在左侧的安装板3b的外侧；透光筒5采用一透明薄壁的圆柱形塑料管，其圆周外表面经过丝印或贴膜处理形成多个波浪形或火焰形状或者其他形状的透明窗5a，透光筒5的一端固定套设有左端盖11，左端盖11的外侧设有一用于连接电机4的凸出轴11a，该凸出轴11a通过橡胶连接轴套7与电机4相连，作主动端；透光筒5的另一端固定套设有右端盖组件，右端盖组件由右端盖12、柔性自平衡轴承13和压板14组成，右端盖12上开设有可供自平衡轴承13嵌入的凹槽，柔性自平衡轴承13设于右端盖的凹槽内，其上用压板14压紧，并采用连接件将压板14与右端盖12固定连接，并以连接件将右端盖12与透光筒5的右端固定连接，这样透光筒5的右端通过自平衡轴承13套在与支撑架3固定的轴套6上，作为从动端。柔性自平衡轴承13是由羊毛毡、牛皮等材料制成，冲切成形后，用黄油和石蜡加热浸煮，使羊毛毡的绒毛沾结，以减少摩擦阻力，降低运动噪音，延长使用寿命，柔性自平衡轴承13克服了电机4和轴套6的不同轴引起的电机过载和卡死不转的问题，减少摩擦阻力，同时也消除了由此产生的摩擦噪音，这样电机4运行时力矩经过左端盖11传递到透光筒5，透光筒5就会随着电机4的连续旋转产生圆周运动；

发光二极管21安装在一长条形的印刷线路板8上，如图3，印刷线路板8安装在一线路板支架9上，线路板支架9为一个喷涂成黑色的长条形钣金件，其上沿长度方向设有若干安装孔9a，印刷线路板8上设有对应的若干小孔8a，通过塑料材质的隔离柱15穿过线路板支架9的安装孔9a、印刷线路板8上的小孔8a将印刷线路板8与线路板支架9绝缘连接，在印刷线路板8上设有一发光二极管盖板10，发光二极管盖板10为一内表面蒙砂的塑料板，线路板支架9的两端弯折成型有用于安装连接的翻折边，其中右端的翻折边上开有安装通孔9b，一空心螺杆16穿过安装通孔9b，里端由螺母18固定，外端套置一衬套17并用螺母19固定后穿过轴套6的中心孔、支撑架3的右侧的安装板3a的通孔3a1，最后拧入螺母22固定；线路板支架9的左端的翻折边的外侧设有一与安装通孔9b同轴的圆柱销9c，左端盖11的内侧设有可供圆柱销9c插入固定的插孔，线路板支架9通过圆柱销9c与插孔的配合与透光筒5的左端固定，这样发光二极管21通过线路板支架9轴向固定地置于透光筒5内，并与水平面呈一定夹角与支撑架3固定，使得发光二极管21工作时位置固定，但不随透光筒5转动，发光二极管21发出的光线经过发光二极管盖板10散射后，经过旋转着的透光筒5上的透明窗5a，形成变化跳动火苗的源头，发光二极管21发出的光可以是单一颜色的，也可以是多种颜色的，发光二极管21光线的明暗及颜色变化由电壁炉整机的智能控制线路板负责调节，进而模拟出火焰大小和形态的变化；印刷线路板8的右侧设有与发光二极管21的电源线20相连接插口8b，电源线20的一端插接在插口上，另一端穿过轴套6的中心孔引出透光筒5外。

成像屏还可以是以毛面的半透明塑料板为基板，在内侧喷涂、丝印弧形不透光区或过渡区作为火焰图象成象面，在外侧喷涂、丝印或者粘贴砖形、毛石堆砌形、砂灰形图案作为壁炉炉膛自然后壁面。

Claims

1.一种火焰仿真系统，包括火形壁、设置于火形壁前侧的成像屏以及设于火形壁后侧的与动态光源装置，所述动态光源装置的轴向与火形壁的平面平行，所述动态光源装置包括支撑架、发光二极管和电机，其特征在于所述支撑架上轴向安装有一透光筒，所述透光筒的表面开有多个形状各异的透明窗，透光筒的一端通过连接轴与电机相连，另一端套在支撑架的轴套上；所述发光二极管线路板轴向固定地设于透光筒内，非随透光筒转动。

2.根据权利要求1所述的火焰仿真系统，其特征在于所述透光筒的另一端通过柔性自平衡轴承套在支撑架的轴套上。

3.根据权利要求2所述的火焰仿真系统，其特征在于所述支撑架为长条形，其两端成型有翻折的安装板，安装板上设有同轴的通孔，所述轴套固定在右侧的安装板的内侧，其中心孔与右侧的安装板的通孔同轴，所述电机安装在左侧的安装板的外侧，所述透光筒采用一透明薄壁的圆柱形塑料管，其圆周外表面经过丝印或贴膜处理形成多个波浪形或火焰形状的透明窗，透光筒的一端固定套设有左端盖，左端盖的外侧设有一用于连接电机的凸出轴，该凸出轴穿过橡胶连接轴套与电机相连，透光筒的另一端与右端盖组件相连，通过右端盖组件套在所述轴套上。

4.根据权利要求3所述的火焰仿真系统，其特征在于所述右端盖组件由右端盖、柔性自平衡轴承套和压板组成，所述右端盖上开设有可供自平衡轴承套嵌入的凹槽，所述柔性自平衡轴承设于右端盖的凹槽内，其上用压板压紧，并采用连接件将压板与右端盖固定连接，所述右端盖组件通过自平衡轴承套在与支撑架固定的轴套上，并以连接件与透光筒的右端固定连接。

5.根据权利要求4所述的火焰仿真系统，其特征在于所述发光二极管安装在一长条形的印刷线路板上，所述印刷线路板安装在一线路板支架上，所述线路板支架为一个喷涂成黑色的长条形钣金件，其上沿长度方向设有若干安装孔，所述印刷线路板上设有对应的若干小孔，通过绝缘的隔离柱穿过线路板支架的安装孔、印刷线路板上的小孔将印刷线路板与线路板支架绝缘连接，在印刷线路板上设有一发光二极管盖板，所述发光二极管通过线路板支架轴向置于透光筒内，并与水平面呈一定夹角，所述发光二极管发出的光线经过发光二极管盖板散射后，经过旋转着的透光筒上的透明窗，形成变化跳动火苗的源头。

6.根据权利要求5所述的火焰仿真系统，其特征在于所述线路板支架的两端弯折成型有用于安装连接的翻折边，其中右端的翻折边上开有安装通孔，一空心螺杆穿过安装通孔，里端由螺母固定，外端套置一衬套并用螺母固定后穿过所述轴套、所述支撑架的右侧的安装板的通孔，最后拧入螺母固定；所述线路板支架的左端的翻折边的外侧设有一与所述安装通孔同轴的圆柱销，所述左端盖的内侧设有可供圆柱销插入固定的插孔，所述线路板支架通过圆柱销与所述插孔的配合、空心螺杆与支撑架的配合固定地安装在所述透光筒内。

7.根据权利要求7所述的火焰仿真系统，其特征在于所述印刷线路板上设有与发光二极管的电源线相连接插口，所述电源线的一端插接在插口上，另一端穿过所述轴套的中心孔引出透光筒外。

8.根据权利要求5所述的火焰仿真系统，其特征在于所述发光二极管盖板为一内表面蒙砂的塑料板。

9.根据权利要求1至8任一权利要求所述的火焰仿真系统，其特征在于所述火形壁采用不透光材料制成，火形壁上开有仿火焰燃烧状缺口。

10.根据权利要求1至8任一权利要求所述的火焰仿真系统，其特征在于所述成像屏是以单面镜面的半透明玻璃为基板，其镜面向外，在内侧非镜面上通过酸蚀或喷砂、喷涂形成雾状的半透明毛面，在毛面上采用丝印或喷涂的方法生成一弧形的不透明区和渐变的过渡区；或在外侧镜面上通过丝印、喷涂或者粘贴半透明图案，形成砖形、毛石堆砌形或砂灰形的炉膛自然后壁面。

11.根据权利要求1至8任一权利要求所述的火焰仿真系统，其特征在于所述成像屏是以毛面的半透明塑料板为基板，在内侧喷涂、丝印弧形不透光区或过渡区作为火焰图象成象面，在外侧喷涂、丝印或者粘贴砖形、毛石堆砌形、砂灰形图案作为壁炉炉膛自然后壁面。