DE10110794A1 - Vorrichtung zur Simulation eines künstlichen Feuers - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Simulation eines künstlichen Feuers, inbesondere zum Einsatz in die Feuerstelle eines Kamins, mit einem Gehäuse (1), einem in dem Gehäuse (1) angeordneten künstlichen Brennstoffbett (10), welches von einer Lichtquelle (11) beleuchtbar ist und einer in dem Gehäuse (1) angeordneten Flammen-Simulations-Einheit zur optischen Simulation von Flammen, wobei eine Geräusch-Erzeugungs-Einheit (26) zur Erzeugung und Abgabe von Geräuschen vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Simulation eines künstlichen Feuers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In den letzten Jahren haben sich Vorrichtungen zur Simulation von künstli­ chem Feuer, insbesondere zum Einsatz in die Feuerstelle eines Kamins, großer Beliebtheit erfreut. Diese belasten ihre Umgebung nicht mit Abga­ sen. Darüber hinaus ist die Brandgefahr stark reduziert. Man hat bei diesen Vorrichtungen sehr viel Mühe darauf verwandt, um sowohl das Glühen des Brennstoffbetts, als auch die Flammen über diesem zu simulieren. Die Si­ mulation ist jedoch im Vergleich zur Wahrnehmung eines echten Kamin­ feuers noch nicht perfekt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß der Eindruck eines echten Kamin­ feuers besser imitiert wird.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des An­ spruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß bei einer gat­ tungsgemäßen Vorrichtung eine Geräusch-Erzeugungs-Einheit zur Erzeu­ gung und Abgabe von vorbestimmten Geräuschen vorgesehen ist. Diese ermöglicht es, die Geräusche eines echten Kaminfeuers zu erzeugen und so die Illusion eines echten Kaminfeuers zu erhöhen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung mit Geräusch-Erzeugungs-Einheit und

Fig. 2 den schematischen Aufbau der Geräusch-Erzeugungs-Einheit.

Eine Vorrichtung zur Simulation eines künstliches Feuers weist ein im we­ sentlichen quaderförmiges Gehäuse 1 mit einem Boden 2, einer Decke 3, einer Vorderwand 4 sowie einer Rückwand 5 auf. In der Vorderwand 4 ist eine Glasscheibe 6 angeordnet, die dem Betrachter von außen den Blick in eine Schein-Brennkammer 7 freigibt. Die Schein-Brennkammer 7 wird nach hinten durch eine Brennkammer-Rückwand 8 begrenzt, die an der Decke 3 befestigt ist. Nach unten wird die Schein-Brennkammer 7 durch einen Brennkammer-Boden 9 begrenzt, der mit der Vorderwand 4 sowie der Brennkammer-Rückwand 8 verbunden ist. Im unteren Bereich der Schein-Brennkammer 7 ist ein künstliches Brennstoffbett 10 angeordnet, das durch die Glasscheibe 6 betrachtet die Form teilweise verbrannter Holzscheite oder Kohlebriketts hat. Die Brennkammer-Rückwand 8 ist für Licht nur einseitig durchlässig. Vom rückwärtigen Innenraum des Gehäuses 1 kommendes Licht wird durchgelassen. Von außen durch die Glasscheibe 6 einfallendes Licht wird nicht durchgelassen. Zur Beleuchtung des Brenn­ stoffbetts 10 ist unterhalb des Brennkammer-Bodens 9 und hinter der Brennnkammer-Rückwand 8 eine Lichtquelle 11 in Form einer Glühlampe vorgesehen, die das Brennstoffbett von unten, z. B. entlang des Lichtpfades 12, beleuchtet und somit gegenüber dem Betrachter den Eindruck erweckt, daß das Brennstoffbett glüht.

Ferner ist eine Flammen-Simulations-Einheit, die beispielsweise auch aus der PCT/DE 99/03935 bekannt ist, vorgesehen. Diese umfaßt eine elek­ trisch drehbar abgetriebene Walze 13, die im wesentlichen in derselben Höhe wie die Lichtquelle 11 zwischen dieser und der Vorderwand 4 ange­ ordnet ist. Die Walze 13 weist irregulär über ihren Umfang verteilt, mit dieser verbundene reflektierende Metall-Lappen 14 auf. Die Walze 13 ist entlang einer Dreh-Richtung 15 drehbar. Ferner ist auf der Innenseite der Rückwand 5 eine Spiegel-Schicht 16 vorgesehen. Schräg oberhalb der Lichtquelle 11 ist eine mit der Rückwand 5 verbundene, sich über die Breite des Gehäuses 1 erstreckende, schräg nach oben verlaufende Blende 17 vorgesehen, die verhindert, daß Licht der Lichtquelle 11 direkt auf die Spiegel-Schicht 16 trifft und diese gleichmäßig hell beleuchtet. Die Flam­ men-Simulations-Einheit funktioniert derart, daß Licht von der Lichtquelle 11, z. B. entlang des Lichtpfades 18, auf einen Metall-Lappen 14 trifft und von diesem in Richtung auf die Spiegel-Schicht 16, z. B. entlang des Licht­ pfades 19, reflektiert wird. Dieses Licht wird dann an der Spiegel-Schicht 16 reflektiert und tritt entlang des Lichtpfades 20 durch die einseitig licht­ durchlässige Brennkammer-Rückwand 8 und die Glasscheibe 6 und kann von einem Betrachter wahrgenommen werden. Durch die flexiblen, irregu­ lär auf der Walze 13 angeordneten, sich bewegenden Metall-Lappen 14 entsteht der optische Effekt, als existierten oberhalb des Brennstoffbettes 10 echte, lodernde Flammen. Im unteren Bereich des Gehäuses 1 ist abge­ trennt durch einen Trennboden 21 ein Heizlüfter 22 mit einem Gebläse 23 und einem Heiz-Element 24 vorgesehen, der Luft aus dem Innenraum des Gehäuses 1 ansaugt, erwärmt und durch Luftaustritts-Öffnungen 25 nach vorne abgibt. Hierdurch entsteht der zusätzliche Effekt, daß von der Vor­ richtung warme Luft abgegeben wird.

Die Vorrichtung zur Simulation eines künstlichen Feuers weist ferner eine Geräusch-Erzeugungs-Einheit 26 auf, die einen Geräusch-Generator 27 sowie einen elektrisch mit diesem verbundenen Lautsprecher 28 aufweist. Der Lautsprecher 28 ist vorteilhafterweise unmittelbar hinter kleinen Schallaustrittsöffnungen in einer der Wände des Gehäuses 1 angeordnet. Der genauere Aufbau der Geräusch-Erzeugungs-Einheit 26 ist in Fig. 2 dargestellt. Es ist ein Taktgenerator 29 vorgesehen, der aus einem 14-stufi­ gen Binärzähler, beispielsweise vom Typ 74HC4060, mit integriertem Oszillator besteht. Der Oszillator wird mit einem Quarz einer Frequenz von 4,9152 MHz betrieben. An einem Ausgang, im vorliegenden Beispiel am Ausgang Q8, wird ein Rechtecksignal mit exakt 19,2 kHz abgegriffen. Der Taktgenerator 29 ist elektrisch mit einem Adreßzähler 30 verbunden. Die­ ser besteht im vorliegenden Fall aus zwei kaskadierten Hexadezimalzählern vom Typ 74HC4040. Diese Zähler werden durch den Grundtakt des Takt­ generators 29 hochgezählt. Die Ausgänge des Adreßzählers 30 sind mit den Adreßeingängen einer Speicher-Einheit 31, insbesondere den 18 Adreßein­ gängen eines EPROMs, verbunden. Die Speicher-Einheit 31 weist eine Ka­ pazität von 2 MBit auf. Nach 2 ¹⁸ Takten, entsprechend 13,6533 Sek., läuft der Adreßzähler 30 über und beginnt wieder bei der Speicheradresse "Null" der Speicher-Einheit 31. Als Speicher-Einheit 31 wird ein M27C2001 Standard-EPROM verwendet, wobei die Eingänge CE/, P/, OE/ und VPP fest mit Digital Ground verschaltet sind. Eine Programmierung der Spei­ cher-Einheit 31 innerhalb der in Fig. 2 dargestellten Schaltung ist nicht möglich. Der Speicher-Einheit 31 nachgeordnet und mit dieser elektrisch verbunden ist ein Digital/Analog-Wandler 32 vorgesehen. Als Digital/Analog-Wandler 32 wird eine 8 Bit Widerstandsdekade nach dem 4-2-1-1-Verfahren eingesetzt. Die Widerstandsdekade ist aus Einzelwider­ ständen aufgebaut, wobei es sich bei den Einzelwiderständen um Metall­ film- oder Metalloxidwiderstände mit 1% Toleranz handelt. Der maximale Ausgangspegel des Digital/Analog-Wandlers 32 liegt bei Typ. 0-3,33 V entsprechend OOHex-OFFHex. Dem Digital/Analog-Wandler 32 ist ein Lautstärke-Regler 33 nachgeordnet und mit ersterem elektrisch leitend ver­ bunden. Der Lautstärke-Regler 33 weist einen Drehwiderstand auf. Der Lautstärke-Regler 33 ist mit einem nachgeordneten integrierten Audio-Ver­ stärker 34 verbunden. Als Ausgangsverstärker wird ein integrierter Ver­ stärker vom Typ TBA 820M verwendet. Zur Unterdrückung der Sampling­ frequenz wird der -3 dB Frequenzgang über eine Außenbeschaltung auf ca. 8 kHz eingestellt. Der Ausgang des Audio-Verstärkers 34 ist mit dem Laut­ sprecher 28 verbunden. Zur Versorgung der gesamten Schaltung mit elek­ trischem Strom ist eine Spannungs-Versorgung 35 vorgesehen. Als Ge­ räusch-Erzeugungs-Einheit 26 kann auch ein CD-Spieler, ein Tonbandge­ rät, ein Minidisc-Spieler, ein Kassettenwiedergabegerät, ein MP3-Spieler oder ein beliebiges anderes Wiedergabegerät für Töne verwendet werden.

Im folgenden wird die Komprimierung und Speicherung von Geräusch­ signalen in der Speicher-Einheit 31 beschrieben. Als guter Kompromiß zwischen den Anforderungen an die Größe der Speicher-Einheit 31 und an den Klangeindruck des von der Geräusch-Erzeugungs-Einheit 26 abgege­ benen Geräuschsignals haben sich die folgenden Werte empirisch ergeben. Die obere Grenzfrequenz beträgt mindestens 8 kHz. Die Länge der bei Be­ trieb endlos wiederholten Tonsequenz beträgt mindestens 12 Sekunden. Es wird ausgegangen von einem Standard-Audiosignal als Stereosignal im WAV-Format mit einer Samplefrequenz von 44,1 kHz und einer Auflösung von 16 Bit. Die obere Grenzfrequenz beträgt 20,0 kHz. Ein derartiges Au­ diosignal wird von einem echten Kaminfeuer aufgenommen, wobei das Knistern des brennenden Holzes von besonderer Bedeutung ist. Aus den vorgenannten Daten ergibt sich ein Speicherbedarf von 1,4112 MBit/s. Für die zuvor geforderte Länge der Tonsequenz von 12 s ergibt sich ein Spei­ cherbedarf von 13,69344 MBit. Für ein Gerät wie die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Simulation eines künstlichen Feuers ist dies sehr viel, da die Kosten für den Speicherbedarf wesentlich den Gesamtherstellungspreis beeinflussen würden. Die Daten werden deshalb wie folgt komprimiert. Die obere Grenzfrequenz wird auf 9 kHz reduziert. Das Stereosignal wird auf ein Monosignal reduziert. Die Samplingrate wird auf 19,2 kHz reduziert. Darüber hinaus wird die Auflösung auf 8 Bit reduziert. Durch diese Maß­ nahmen verringert sich der Speicherbedarf auf 153,6 kBit/s. Für die benö­ tigte Länge eine Audiosignals im WAV-Format von 12 s ergibt sich ein Speicherbedarf von 1,8432 MBit. In einem am Markt mittlerweile kosten­ günstig erhältlichen 2 MBit EPROM als Speicher kann somit eine Audio­ sequenz mit einer Dauer von 13,653 Sek. gespeichert werden. Vor dem Ab­ speichern des Audiosignals muß das Signal auf die reinen digitalen Audio­ signale reduziert werden, d. h. die WAV-Format-Header müssen entfernt werden.

Durch die Geräusch-Erzeugungs-Einheit 26 ist es möglich, eine Vorrich­ tung zur Simulation eines künstlichen Feuers mit genau den Geräuschen zu untermalen, die der Benutzer von wirklichen Kaminen kennt. Auf diese Weise wird die Illusion erhöht, vor einem echten Kaminfeuer zu sitzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat jedoch den Vorteil, daß kein Kohlendi­ oxid oder andere schädliche Abgase in der Wohnung erzeugt werden. Dar­ über hinaus besteht keine Brandgefahr. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Knopfdruck ausgeschaltet werden, so daß bei einem Ver­ lassen des Hauses nicht das Problem besteht, daß weiterhin gefährliche Glut verbleibt.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Simulation eines künstlichen Feuers, insbesondere zum Einsatz in die Feuerstelle eines Kamins, mit

• a) einem Gehäuse (1),
• b) einem in dem Gehäuse (1) angeordneten künstlichen Brennstoff­ bett (10), welches von einer Lichtquelle (11) beleuchtbar ist und
• c) einer in dem Gehäuse (1) angeordneten Flammen-Simulations- Einheit zur optischen Simulation von Flammen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
• d) eine Geräusch-Erzeugungs-Einheit (26) zur Erzeugung und Ab­ gabe von Geräuschen vorgesehen ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräusch-Erzeugungs-Einheit (26) einen Geräusch-Generator (27) aufweist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräusch-Erzeugungs-Einheit (26) einen Lautsprecher (28) auf­ weist.

4. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräusch-Erzeugungs-Einheit (26) derart ausgebildet ist, daß sie die Geräusche eines echten Feuers, insbesonde­ re eines echten Kaminfeuers, abgibt.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräusch-Generator (27) eine Speicher-Einheit (31) aufweist, in der vorbestimmte Geräusch-Signale gespeichert sind.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräusch-Signale komprimiert sind.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräusch-Generator (27) einen Taktgenerator (29) aufweist, der ei­ nen Binärzähler sowie einen integrierten Oszillator umfaßt.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräusch-Generator (27) einen mit dem Taktgenerator (29) in daten­ übertragender Weise verbundenen Adreßzähler (30) aufweist.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Adreßzähler (30) mit der Speicher-Einheit (31) in datenübertragender Weise verbunden ist.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräusch-Generator (27) einen Digital/Analog-Wandler (32) aufweist, der mit der Speicher-Einheit (31) in datenübertragender Weise verbun­ den ist.