用于模拟火焰效果的设备的制作方法

本实用新型涉及用于电暖炉的设备的领域，特别地涉及一种被构造成模拟在固体燃料的燃烧过程中形成的火焰和烟雾的设备。

背景技术：

电暖炉用作被设计成燃烧燃料的常规壁炉的替代品。与燃料壁炉相反，电暖炉产生的热量在开启电暖炉时生成，并且无需清洁。

在暖炉领域进行新的开发期间，暖炉的模拟发出火焰和烟雾的燃料燃烧的各元件是改进的主要任务。

早前，通过使用在引导至其上的空气流的影响下振荡的轻质材料条(带)实现了闪烁火焰模拟。但是，这种模拟远不能创建真实的感受。

针对闪烁火焰模拟的另一技术方案在于将光源发出的光经过风机的转动叶片投射在屏幕上，所述叶片形成为渐开线，这使得能够显示燃烧燃料的可移动正面。1939年9月18日的GB专利号GB512481中描述了这种解决方案。该专利暖炉的主要结构元件是：上面布置有燃料模拟器的光栅、光源、屏幕和风机。

2006年8月30日的GB专利号GB2395550中公开了一种带有火焰的光学模拟的暖炉的改进结构，其中光从光源馈送至制成梳子形式的滤光器，并且在所述滤光器的上方布置有转动轴，该转动轴设置有花瓣形状的元件。光落在设置有花瓣的转动轴上之后，光获得运动效果，而当光落在滤光器的亮区和暗区时，形成了间歇运动效果。具有蚀刻区域的正面屏幕用作衍射光栅，并且因此产生的光变得漫射且更真实。

暖炉是众所周知的，其中不仅模拟了燃料发出的火焰，还模拟了燃料发出的烟雾。因此，2006年3月16日公开的国际申请号WO2006027272 公开了一种利用在烟雾生成器中使液体(例如乙二醇)蒸发而产生的蒸气的火焰模拟设备。经过模拟燃料床中的孔隙的上升蒸气被光源照亮，这形成了烟雾和火焰效果。这种构造提供了蒸气再生。蒸气经过暖炉壁之间并返回至蒸气被加热的入口孔隙中并再次上升。

2013年4月9日公开的美国专利号8413358公开了一种火焰效果暖炉，该火焰效果暖炉包括：包含液体的主储蓄器和附加储蓄器、雾生成器、光源(或多个光源)、风机和带有燃料元件的燃料床。上述雾生成器可以包括一个或多个能由控制器操作以控制产生的雾的体积的一个或多个超声换能器。所述超声换能器可以布置在设有液体的储蓄器的底部。

与要求保护的本实用新型最接近的类似方案是2014年2月20日公开的RF实用新型专利号RU137598中公开的火焰模拟设备。该设备包括：具有壳体的雾生成器，该壳体带有出口孔隙，该壳体设置有被设计用于喷射液体的超声换能器，因此确保雾的生成；用于液体的储蓄器，该储蓄器连接至上述雾生成器；用于将液体从储蓄器供应至蒸发器的装置；用于空气输送的装置(风机)，该装置布置成能够经由生成器出口孔隙输出雾；以及布置成能够照亮从生成器逸出的雾的光源(31)。用于供应液体的装置制成通道(12)的形式，在通道的输出端布置有确保液体的喷射的超声换能器。

用于模拟火焰效果的常规设备的缺点是尺寸大、成本高以及超声喷射器的污染。

技术实现要素：

要求保护的本实用新型的目的在于消除上述缺点。

本实用新型的技术效果是提高了所形成的雾流的均匀性，减小了设备尺寸，简化了构造，提高了运行稳定性以及减少了生成器的污染。

实现上述技术效果的原因在于，用于模拟火焰效果的设备包括：具有壳体和至少一个超声液体喷射器的雾生成器，该壳体设置有用于雾的出口 孔隙，该至少一个超声液体喷射器布置在壳体中并确保雾的生成；用于将液体脉冲供应至布置在雾生成器内的超声喷射器的装置；用于经由雾生成器的出口孔隙输出雾的装置；以及至少一个光源，该光源布置成能够照亮从雾生成器的出口孔隙逸出的雾流，用于确保火焰效果的模拟。

另外，提供了一些特别实施例，根据这些实施例：

-该设备还包括用于液体的储蓄器，该储蓄器连接至雾生成器；

-该设备还包括用于形成定向雾流的分配器，该分配器与雾生成器的出口孔隙对齐；

-雾生成器布置在人工燃料床中的模拟原木内；

-雾生成器的壳体制成容器的形式，并具有散热器形式的盖子，散热器上布置有所述至少一个光源；

-此外，散热器上布置有至少一个加热元件；

-散热器具有用于加热雾生成器的壳体中的空气的凸出元件；

-雾生成器的出口孔隙制作在散热器中；

-雾生成器壳体的壁和散热器布置成其间具有间隙，并且具有形成雾生成器的出口孔隙的缝隙形式的凸出部；

-雾生成器壳体的底部被制成倾斜的，并具有用于排放冷凝物的至少一个孔隙；

-超声膜用作超声喷射器；

-超声膜水平地定向；

-超声膜竖直地定向；

-用于液体的脉冲供应的装置被制成能够将液体以液滴或液流的形式供应至超声膜上；

-用于脉冲供应的装置包括用于供应液体的至少一个管道，所述管道 经由管线和/或通道连接至用于液体的储蓄器或液体供应线；

-用于液体的脉冲供应的装置还包括用于控制液体的脉冲供应的控制单元；

-用于液体的脉冲供应的装置包括用于将液体泵送入用于液体的脉冲供应的管道中的至少一个泵；

-超声膜在一侧上与将用于液体的脉冲供应的管道和储蓄器连接的通道中的液体接触，并被制成能够振荡，以确保将液体从储蓄器泵送入管道中；

-用于输出雾的装置包括用于将空气经由雾生成器的入口孔隙供入雾生成器的壳体中的风机。

与类似方案不同，要求保护的本实用新型实现了将液体以小剂量形式(液滴、液流等)脉冲供应至超声喷射器上，以形成雾。

脉冲供应具有以下优点：

1)提高了从生成器逸出的雾流的均匀性，这确保在将光通量投射在雾上时图像更真实；

2)减小了雾生成器的尺寸，这是因为最少量的液体处在雾生成器的分散区域中，由于此，液体不会占据分散区域的有用体积，并且相应地，分散区域可以具有最小尺寸。雾生成器的最小尺寸还确保了整个设备的灵活布置；

3)提高了生成器的运行稳定性，这是因为供应至超声喷射器(膜)上的液体在分散之前不会直接接触膜，并且在运行过程中不会被膜加热；

4)减少了超声喷射器上(尤其是竖直布置的超声喷射器上)积聚的垢量，这延长了超声喷射器的使用寿命，这是因为超声喷射器不会与整个液体体积持久接触；

5)降低了成本，这是因为对于模拟火焰效果的设备的运行不需要用于液位维持的装置；

6)可以喷射来到喷射器上的所有液体。因此，在关闭用于模拟火焰效果的系统之后，系统不会含有可能繁殖微生物的任何液体。

附图说明

利用附图对本实用新型进行解释，附图中：

图1示出了根据第一实施例的设备的总视图；

图2示出了根据第一实施例的设备的俯视图；

图3示出了根据第一实施例的沿着设备散热器的水平面的下边界的截面图；

图4示出了根据第一实施例的设备散热器；

图5示出了根据第一实施例的设备的后视图；

图6示出了根据第一实施例的设备的雾生成器壳体的内部视图；

图7示出了根据第二实施例的设备的总视图；

图8示出了根据第二实施例的设备的雾生成器；

图9和图10示出了根据第三实施例的设备的总视图；

图11示出了根据第三实施例的设备的俯视图；

图12和图13示出了超声膜和用于液体的脉冲供应的装置一个特别实施例(总视图和俯视图)。

图中的元件标示如下：

1–雾生成器

2–液体的超声喷射器(膜)

3–雾

4–雾生成器的入口孔隙

5–雾生成器的入口缝隙

6–用于输出雾的装置(风机)

7–散热器

8–光源

9–散热器的空气动力元件(散热片)

10–雾生成器的出口孔隙

11–雾生成器壳体的凸出部

12–散热器的凸出部

13–雾生成器壳体的底部

14–雾生成器壳体的排出孔隙

15–模拟的木炭床

16–模拟的原木

17–支撑板

18–用于将液体脉冲供应至膜上的管道

19–雾生成器的入口管件

20–雾生成器的出口管件

21–火焰模拟单元的壳体

22–分配器

23–用于光源的基板

24–隔离物

25–用于液体的储蓄器

26–火焰模拟单元壳体的盖子

27–火焰模拟单元壳体的底部

28–用于液体的泵

29–控制板

30–管线(软管)

31–用于供应液体的通道。

具体实施方式

根据本实用新型的第一实施例(图1-6)的用于模拟火焰效果的设备利用模块理念，并包括雾生成器1，该雾生成器的壳体为延展的容器。雾生成器1的壳体容纳压电陶瓷散热器的超声膜形式的一个或多个超声液体喷射器2。超声膜在雾生成器1的壳体中竖直地定向，并布置成使得由雾生成器生成的雾流填充壳体容器的最大可能体积。这种布置的一种示例可以为在容器端部的布置。超声膜适于在其从用于液体的储蓄器或经由管线(水线)(未示出)接收到液滴或液流形式的脉冲供应(喷射)液体时以生成雾3的模式运行。通过控制和液体精确供应装置(未示出)确保所述供应。

生成器壳体具有与狭长缝隙5对齐的入口孔隙4，用于在较小的正压力下向壳体提供空气，较小的正压力由制成风机形式的雾输出装置6形成。

作为雾生成器壳体的盖子，使用了扁平式散热器7，该扁平式散热器的外(上)表面设置有光源8，例如，所述光源为以预定配置提供类似于火焰的LED背光的发光二极管的形式，并且如有必要，设置有加热元件(图中未示出)。散热器7旨在用于将热量从发光二极管和加热元件(如果安装的话)移除，以及用于加热进入壳体的空气，用于形成生成雾3的上升对流。散热器7的下侧可具有空气动力元件(板、散热片)9，用于更好地将热量传递至供入壳体的空气，以及用于在壳体内以确保所供应空气捕捉 最大量的雾3的要求配置形成空气流。

雾生成器1的壳体还设置有用于输出雾3的缝隙形式的出口孔隙10。由于散热器7不完全覆盖雾生成器壳体容器(即，由于散热器的移位)，所述孔隙10可以形成在散热器7自身中。特别地，出口孔隙10的缝隙由凸出部11和12形成，所述凸出部可以是生成器1的壳体容器和散热器7的结构部分，并旨在用于引导从容器吹出的雾流以及用于移除多余的热量。这些凸出部11、12还可以保护用户不受光源直接辐射的影响。

雾生成器1壳体的底部13可以制成纵向倾斜的或横向倾斜的，并且可以在底部的下部具有用于排放液体(排出冷凝物)的一个或多个孔隙14。

在根据第一实施例的设备的运行期间，脉冲供应装置(未示出)将分散(喷射)液体(适于形成雾的水或任何其他液体)作为微小剂量精确供应至形成悬浮微液滴(浮质)形式的雾3的一个或多个膜上。雾3由用于输出雾的装置6(风机)产生的、经由入口孔隙4和长缝隙5的空气流带走，并经由出口孔隙10离开容器。由布置在散热器7上的光源8产生的光通量被分散在从容器逸出的雾3的颗粒上，并由此，实现了模拟火焰闪烁的效果。光源8(以及加热元件)产生的热量传递至散热器7，散热器另外地加热经过雾生成器1的壳体的空气流，因此确保由于对流在雾生成器1的输出端形成上升浮质流，这进而形成了火焰运动效果，并在视觉上增加了火焰高度。

根据本实用新型的第二实施例(图7和图8)的设备具有可拆离的理念。图7示出了模拟暖炉室中的木炭层15和布置在木炭层上的原木16的人工燃料床。模拟原木中的一个包括要求保护的设备的雾生成器1，如图8所示。

生成器1壳体的用作基板的底部13设置有膜形式的液体的超声喷射器2，所述膜由将膜压至底部13的支撑板17固定。膜的蒸发表面水平地定向。雾生成器1的壳体容纳用于将液体脉冲供应至膜上的装置，所述装置 制成为通过通道连接至液体储蓄器或管线(未示出)的管道18。雾生成器壳体的底部设置有：具有管件19的入口孔隙4，用于利用输出雾的装置(未示出)来输送空气；以及具有出口管件20的出口孔隙10，用于排放空气-雾混合物。

在设备的运行期间，与第一实施例的情况类似，利用脉冲供应装置(管道18)由泵(未示出)将液体(水)作为液滴经由通道从储蓄器供应至超声膜上。膜将来到其上的液滴转换为雾，雾在制成为模拟原木16的雾生成器的空间内积聚。将空气经由入口管件19从风机(未示出)供入雾生成器1的壳体中，空气经由管件20逸出雾生成器，夹带着雾和形成的冷凝物。然后，空气-雾混合物进入分配器(未示出)，空气-雾混合物从分配器处通过缝隙均匀地供入模拟原木上方的空间，并且，利用光源(未示出)，模拟火焰。进入分配器的冷凝物经由设置有软管的孔隙排放回到水储蓄器中。

根据本实用新型的第三实施例(图9-11)的设备具有模块化理念。图9示出了模拟木炭层15和下面布置有设备的火焰模拟单元的原木16的人工燃料床。

火焰模拟单元(图10-11)包括：壳体21和带有超声膜的雾生成器1，雾生成器布置在壳体上；分配器22；用于输出雾的装置(风机)6；以及固定在基板23上的光源(背光灯)8。火焰模拟单元的壳体21被水平隔离物24划分为两个区域(为方便起见，图10未示出壳体端壁)。壳体的上部形成用于液体的储蓄器25，并在顶部被盖子26封闭。模拟单元壳体21的下部在其底部容纳设备的电子部件和机械部件，所述部件包括两个蠕动泵28和形成液体供应控制单元的一组控制板29。泵28通过管线(软管)连接至用于液体的储蓄器25以及雾生成器1的壳体。风机6直接附接至雾生成器的壳体，以提高其运行效率。分配器22布置在雾生成器上，使得分配器的孔隙位于光源8的上方。

在根据第三实施例的设备的运行期间，由泵28将液体(水或任何其他 适合的液体)作为微小剂量(液滴)经由管线从储蓄器25供应至形成雾的膜上。风机6将空气输送入雾生成器1的壳体，在壳体中，夹带着雾的空气经由分配器22中的孔隙逸出，从下面被灯8照亮，并经由模拟燃料床中的孔隙向上，因此形成了火焰的效果。

根据设备的上述实施例，旨在用于形成雾3的超声膜可用作泵，用于向膜的表面供应液体。在其中一个实施例中(图12-13)，膜布置在雾生成器1的壳体中，使得膜的侧面之一(图12中膜的上侧)具有用于生成浮质的开放表面，并且另一侧(图12中膜的下侧)面向用于供应液体的装置。在这种情况下，用于供应液体的装置包括用于将液体供应至膜上的入口管件19和管道18，所述管件和管道通过内部通道31连接，确保液体与膜的下表面直接接触。另外，入口管件19和管道18设置有相应的止回阀(未示出)，以防止液体回流。

在该组件的运行期间，膜在竖直方向上振荡(如图12)。当膜向上移动时，经由入口管件19捕捉到一定量的液体并被夹带进入内部通道31。然后，膜向下移动，由于布置在入口管件19处的用于防止液体回流的止回阀，通道31中存在的液体的体积被排入管道18。当膜再次向上移动时，管道18处的止回阀不允许液体从管道18排回到内部通道31。由膜传递的液体的体积由控制和精确供应系统控制。

本实用新型的例示实施例1

为了创建火焰模拟效果，根据第一实施例(图1-6)的设备与竖直定向的膜一起使用，将液体(水)经由管道以50至100mL/h的流速作为液滴脉冲供应到膜上。膜的振荡频率为1.5-1.8MHz。观察到形成了均匀且时间稳定的细雾流。另外，确定的是，在不早于液体的前一液滴逸出膜时供应下一液滴的条件下，即，当下一液滴供应至基本干燥的膜上时，雾最高效地形成。适当考虑到该特征，利用在膜上的流控制——其中当膜干燥时流改变，实现了反馈系统。

由于泵在用于供应液体的装置中的惯性运行，所以会检测到液流而不是液滴供应至膜上时的情况。这种现象不会造成损害雾特征。在这种情况下，所有多余的液体都流出膜并经由排出孔隙被排放。

本实用新型的例示实施例2

根据第二实施例(图8)的设备与水平膜一起使用，将液体(水)以大约100mL/h的流速作为液流脉冲供应到水平膜上。膜的振荡频率为1.6MHz。未蒸发的多余液体由于膜的振荡从膜处排放。如示例1，观察到均匀且时间稳定的雾流的高效形成。

因此，这些试验表明了，相比于膜与液体持久接触(例如，浸入液体中)的已知类似方案，将液体以单独液滴或液流的形式脉冲供应至水平膜或竖直膜上使得能够形成时间稳定且均匀的细雾流，确保更真实的火焰模拟。

提供设备的上述实施例仅为说明可能的例示构造的目的，但不旨在限制要求保护的本实用新型的范围。上述概念的任意组合以及设备组件的其他实施例是可能的，都在根据要求保护的本实用新型的本质特征的总体限制范围内。