EP1239223A1 - Vorrichtung zur Simulation eines künstlichen Feuers - Google Patents

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EP1239223A1
EP1239223A1 EP02004173A EP02004173A EP1239223A1 EP 1239223 A1 EP1239223 A1 EP 1239223A1 EP 02004173 A EP02004173 A EP 02004173A EP 02004173 A EP02004173 A EP 02004173A EP 1239223 A1 EP1239223 A1 EP 1239223A1
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EP
European Patent Office
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noise
generator
sound
fire
generating unit
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Withdrawn
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EP02004173A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Landauer
Martin Betz
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Glen Dimplex Deutschland GmbH
Original Assignee
Glen Dimplex Deutschland GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/002—Stoves
    • F24C7/004—Stoves simulating flames

Definitions

  • the invention relates to a device for simulating an artificial Fire according to the preamble of claim 1.
  • the invention is therefore based on the object of a generic To further develop the device so that the impression of a real fireplace is better imitated.
  • the task is characterized by the features of the characterizing part of the claim 1 solved.
  • the essence of the invention is that in a generic Device for generating a noise generating unit and delivery of predetermined sounds is provided. This makes it possible to generate the sounds of a real log fire and so on to increase the illusion of a real log fire.
  • a device for simulating an artificial fire essentially has one cuboid housing 1 with a bottom 2, a ceiling 3, a front wall 4 and a rear wall 5.
  • a glass pane 6 is arranged, which gives the viewer a view from the outside a dummy combustion chamber 7 releases.
  • the dummy combustion chamber 7 will bounded to the rear by a combustion chamber rear wall 8, which at the Ceiling 3 is attached.
  • the dummy combustion chamber 7 is moved downwards a combustion chamber floor 9 bounded with the front wall 4 and the combustion chamber rear wall 8 is connected.
  • An artificial fuel bed 10 is arranged in the dummy combustion chamber 7, viewed through the glass pane 6, the shape is partially burned Has logs or coal briquettes.
  • the combustion chamber rear wall 8 is for Light only permeable on one side. From the rear interior of the housing 1 incoming light is let through. From the outside through the glass pane 6 incident light is not let through.
  • a light source 11 in the form of an incandescent lamp provided that the fuel bed from below, e.g. along the light path 12, illuminated and thus gives the viewer the impression that the fuel bed glows.
  • a flame simulation unit which for example also consists of known from PCT / DE99 / 93835.
  • This includes an electrical rotatably driven roller 13 which is substantially at the same height as the light source 11 is arranged between this and the front wall 4.
  • the roller 13 has irregularly distributed over its circumference, connected to it reflective metal rag 14.
  • the roller 13 is along a direction of rotation 15 rotatable.
  • It is also on the inside of the back wall 5, a mirror layer 16 is provided. Obliquely above the light source 11 is a connected to the rear wall 5, over the width of the Housing 1 extending, obliquely upward facing panel 17 is provided, which prevents light from the light source 11 directly onto the mirror layer 16 hits and illuminates them evenly bright.
  • the flame simulation unit works in such a way that light from the light source 11, e.g. along the light path 18, meets a metal tab 14 and from towards the mirror layer 16, e.g. along the light path 19, is reflected. This light is then on the mirror layer 16 reflects and passes along the light path 20 through the one-sided translucent Combustion chamber rear wall 8 and the glass pane 6 and can to be perceived by a viewer. Due to the flexible, irregular Moving metal tabs 14 arranged on the roller 13 creates the optical effect as if it existed above the fuel bed 10 real, blazing flames.
  • the device for simulating an artificial fire also has a noise generation unit 26 which has a noise generator 27 and a loudspeaker 28 which is electrically connected to the latter.
  • the loudspeaker 28 is advantageously arranged directly behind small sound outlet openings in one of the walls of the housing 1.
  • FIG. 2 A clock generator 29 is provided, which consists of a 14-stage binary counter, for example of the 74HC4060 type, with an integrated oscillator.
  • the oscillator is operated with a crystal with a frequency of 4.9152 MHz.
  • a square-wave signal with exactly 19.2 kHz is tapped at an output, in this example at output Q8.
  • the clock generator 29 is electrically connected to an address counter 30.
  • this consists of two cascaded hexadecimal counters of the 74HC4040 type. These counters are counted up by the basic clock of the clock generator 29.
  • the outputs of the address counter 30 are connected to the address inputs of a memory unit 31, in particular the 18 address inputs of an EPROM.
  • the storage unit 31 has a capacity of 2 Mbit. After 2 18 cycles, corresponding to 13.6533 seconds, the address counter 30 overflows and starts again at the memory address "zero" of the memory unit 31.
  • An M27C2001 standard EPROM is used as the memory unit 31, the inputs CE / , P /, OE / and VPP are permanently connected to the digital ground. Programming of the memory unit 31 within the circuit shown in FIG. 2 is not possible.
  • a digital / analog converter 32 is provided downstream of the memory unit 31 and electrically connected to it.
  • An 8-bit resistance decade according to the 4-2-1-1 method is used as the digital / analog converter 32.
  • the resistance decade is made up of individual resistors, whereby the individual resistors are metal film or metal oxide resistors with 1% tolerance.
  • the maximum output level of the digital / analog converter 32 is of type. 0 - 3.33 V corresponding to 00Hex - 0FFHex.
  • a volume controller 33 is arranged downstream of the digital / analog converter 32 and is electrically conductively connected to the former.
  • the volume controller 33 has a rotational resistance.
  • the volume control 33 is connected to a downstream integrated audio amplifier 34.
  • An integrated amplifier of the type TBA 820M is used as output amplifier.
  • the -3dB frequency response is set to approx. 8 kHz via an external circuit.
  • the output of the audio amplifier 34 is connected to the speaker 28.
  • a voltage supply 35 is provided to supply the entire circuit with electrical current.
  • a CD player, a tape recorder, a mini disc player, a cassette player, an MP3 player or any other sound player can also be used as the sound generating unit 26.
  • the following is the compression and storage of noise signals described in the memory unit 31.
  • the upper limit frequency is at least 8 kHz.
  • the length of the in operation endlessly repeated sound sequence is at least 12 seconds. It is based on a standard audio signal as a stereo signal in the WAV format with a sample frequency of 44.1 kHz and a resolution of 16 bits.
  • the upper limit frequency is 20.0 kHz. Such an audio signal is picked up by a real log fire, the Crackling of the burning wood is of particular importance. From the the aforementioned data results in a memory requirement of 1.4112 Mbit / s.
  • the data is therefore compressed as follows.
  • the upper limit frequency is reduced to 9 kHz.
  • the stereo signal turns on a mono signal is reduced.
  • the sampling rate is reduced to 19.2 kHz.
  • the resolution is reduced to 8 bits.
  • the memory requirement is reduced to 153.6 kbit / s.
  • the length of an audio signal in WAV format is 12 s Memory requirements of 1.8432 Mbit.
  • the noise generating unit 26 makes it possible to implement a device to simulate an artificial fire with exactly the sounds underline that the user knows from real fireplaces. To this The illusion of sitting in front of a real log fire is increased.
  • the device according to the invention has the advantage that no carbon dioxide or other harmful emissions are generated in the home. About that there is no fire risk.
  • the invention Device can be switched off at the push of a button, so that when leaving the house does not have the problem that dangerous continues Embers remain.

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Abstract

Vorrichtung zur Simulation eines künstlichen Feuers, insbesondere 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. <IMAGE>

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 künstlichem Feuer, insbesondere zum Einsatz in die Feuerstelle eines Kamins, großer Beliebtheit erfreut. Diese belasten ihre Umgebung nicht mit Abgasen. 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 Simulation ist jedoch im Vergleich zur Wahrnehmung eines echten Kaminfeuers noch nicht perfekt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß der Eindruck eines echten Kaminfeuers besser imitiert wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung eine Geräusch-Erzeugungs-Einheit zur Erzeugung 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 Vorrichtung mit Geräusch-Erzeugungs-Einheit und
Fig. 2
den schematischen Aufbau der Geräusch-Erzeugungs-Einheit.
Eine Vorrichtung zur Simulation eines künstliches Feuers weist ein im wesentlichen 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 Brennstoffbetts 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/DE99/93835 bekannt ist, vorgesehen. Diese umfaßt eine elektrisch drehbar abgetriebene Walze 13, die im wesentlichen in derselben Höhe wie die Lichtquelle 11 zwischen dieser und der Vorderwand 4 angeordnet 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 Flammen-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 Lichtpfades 19, reflektiert wird. Dieses Licht wird dann an der Spiegel-Schicht 16 reflektiert und tritt entlang des Lichtpfades 20 durch die einseitig lichtdurchlässige Brennkammer-Rückwand 8 und die Glasscheibe 6 und kann von einem Betrachter wahrgenommen werden. Durch die flexiblen, irregulär 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 abgetrennt 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 Vorrichtung 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-stufigen 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. Dieser besteht im vorliegenden Fall aus zwei kaskadierten Hexadezimalzählern vom Typ 74HC4040. Diese Zähler werden durch den Grundtakt des Taktgenerators 29 hochgezählt. Die Ausgänge des Adreßzählers 30 sind mit den Adreßeingängen einer Speicher-Einheit 31, insbesondere den 18 Adreßeingängen eines EPROMs, verbunden. Die Speicher-Einheit 31 weist eine Kapazität von 2 MBit auf. Nach 218 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 Speicher-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 Einzelwiderständen aufgebaut, wobei es sich bei den Einzelwiderständen um Metallfilm- oder Metalloxidwiderstände mit 1 % Toleranz handelt. Der maximale Ausgangspegel des Digital/Analog-Wandlers 32 liegt bei Typ. 0 - 3,33 V entsprechend 00Hex - 0FFHex. Dem Digital/Analog-Wandler 32 ist ein Lautstärke-Regler 33 nachgeordnet und mit ersterem elektrisch leitend verbunden. Der Lautstärke-Regler 33 weist einen Drehwiderstand auf. Der Lautstärke-Regler 33 ist mit einem nachgeordneten integrierten Audio-Verstärker 34 verbunden. Als Ausgangsverstärker wird ein integrierter Verstärker vom Typ TBA 820M verwendet. Zur Unterdrückung der Samplingfrequenz wird der -3dB Frequenzgang über eine Außenbeschaltung auf ca. 8 kHz eingestellt. Der Ausgang des Audio-Verstärkers 34 ist mit dem Lautsprecher 28 verbunden. Zur Versorgung der gesamten Schaltung mit elektrischem Strom ist eine Spannungs-Versorgung 35 vorgesehen. Als Geräusch-Erzeugungs-Einheit 26 kann auch ein CD-Spieler, ein Tonbandgerät, 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 Geräuschsignalen 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 abgegebenen Geräuschsignals haben sich die folgenden Werte empirisch ergeben. Die obere Grenzfrequenz beträgt mindestens 8 kHz. Die Länge der bei Betrieb 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 Audiosignal 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 Speicherbedarf 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 Maßnahmen verringert sich der Speicherbedarf auf 153,6 kBit/s. Für die benötigte Länge eine Audiosignals im WAV-Format von 12 s ergibt sich ein Speicherbedarf von 1,8432 MBit. In einem am Markt mittlerweile kostengünstig erhältlichen 2 MBit EPROM als Speicher kann somit eine Audiosequenz mit einer Dauer von 13,653 Sek. gespeichert werden. Vor dem Abspeichern des Audiosignals muß das Signal auf die reinen digitalen Audiosignale reduziert werden, d.h. die WAV-Format-Header müssen entfernt werden.
Durch die Geräusch-Erzeugungs-Einheit 26 ist es möglich, eine Vorrichtung 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 Kohlendioxid oder andere schädliche Abgase in der Wohnung erzeugt werden. Darüber hinaus besteht keine Brandgefahr. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Knopfdruck ausgeschaltet werden, so daß bei einem Verlassen 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 Brennstoffbett (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 gekennzeichnet, daß
    d) eine Geräusch-Erzeugungs-Einheit (26) zur Erzeugung und Abgabe 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) aufweist.
  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, insbesondere 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 einen Binärzähler sowie einen integrierten Oszillator umfaßt.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräusch-Generator (27) einen mit dem Taktgenerator (29) in datenübertragender 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 verbunden ist.
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