火焰模拟组件的制作方法

涉及相关的应用程序

此申请获得了申请号为62/309,123，申请日为2016/03/16的美国临时申请的优先权，并引用此临时申请。

本发明涉及一种火焰模拟组件，包括具有半透明和透明区域的屏幕，并且在半透明和透明区域之间有一边缘区域。

背景技术：

各种各样的电力壁炉被熟知，为火焰模拟的效果提供了不同程度的帮助。在大多数情况下，电力壁炉包括一个屏幕，屏幕具有前表面或后表面，前表面或后表面形成和处理为，被引导穿过其中的光，在前表面或后表面的整个范围内被扩散的。但是，这种屏幕有一些不足之处。比如，一些已知的屏幕(它的整个后表面被设置为扩散经此通过的光线)在电力壁炉可能的元件设置上强加一些限定。而且，依据观察者的观测，由这样的屏幕提供的火焰模拟效果可能有一点让人不太信服。

技术实现要素：

需要一种火焰模拟组件，这种组件克服或者减缓了先前技术的一个多种更多的不足或者缺点。这些不足或者缺点没有必要包含在以上描述中。

本发明的一个目的是提供了一种火焰模拟组件，包括一个或多个用于提供光线的光源，一个包括半透明和透明区域的屏幕，半透明区域迫使从光源处发射出的光线经此通过并扩散，一个闪烁元件，间歇地反射从光源传送至屏幕背面的光线，来为在其中预设的部分提供火焰图像。该屏幕也包括一个至少部分位于半透明区域和透明区域之间的边缘区域。该边缘区域包括一些用于漫射从光源处而来的光线的漫射区域，一些位于漫射区域之间的透明区域，以至少在漫射区域部分的提供火焰图像。

附图说明

参考附图，本发明可以被更好的理解，其中：

图1本发明火焰模拟组件的等距视图的实例；

图2a是如图1所示的火焰模拟组件的前视图；

图2b是如图1所示的本发明的火焰模拟组件屏幕的实施例的前视图；

图2c是一个本发明的边缘区域的实施例的部分，它以图2b中屏幕的一个扩大的比例画出；

图2d是一个本发明的边缘区域的另一实施例的部分；

图2e是图1和图2a中火焰模拟组件水平截面图，它是以一个缩小的比例画出；

图3a是图1中火焰模拟组件移除某些元件的等距视图，它以一个缩小的比例画出；

图3b是火焰模拟组件的另一个等距视图，它以一个放大的比例画出；

图4a是火焰模拟组件的侧面图，是在图1的基础上删除掉某些元件，它以一个缩小的比例画出；

图4b是图1的火焰模组件的另一个侧面图；

图5是图1的火焰模拟组件的分解等距视图；

图6a是本发明火焰模拟装置的另一实施例的等距视图；

图6b是图6a中火焰模拟组件的前视图；

图6c图6a和图6b中火焰模拟组件的垂直的截面图；

图7a是本发明的火焰模拟组件的另一种实施例的前视图；

图7b是图7a中火焰模拟组件的水平截面图；

图8是省略了一些元件的本发明的火焰模拟组件的另一个实施例的等距视图；以及

图9是本发明的火焰模拟组件另一种实施例的横截面图。

具体实施方式

在附图中，相同的数字标出相应的元件。首先在图1-8中，由数字20表示本发明的火焰模拟组件。在一个实施例中，该火焰模拟组件20优选包括一个或多个光源21，用于产生光，一个屏幕22，屏幕22拥有前表面24，前表面24朝着火焰模拟组件20的正面26，和后表面28，后表面28与前表面24相对(图2e)。从图2b中可以看到，优选的，屏幕22包含一个或多个半透明区域30，半透明区域30使来自光源21的光从中穿过并扩散，和即将描述的透明区域32。优选的，火焰模拟组件20还包括闪烁元件34(图2e、3b、4b)，闪烁元件34断续的反射从光源21射向屏幕22的后表面28的光，以在屏幕22的一预设部分38提供火焰图像36(图2b、4a、4b)。优选的，屏幕22包括一个或多个边缘地区40，边缘地区40至少部分的设置在半透明和透明区域30和32之间(图2b)。优选的，如图2c所示，边缘地区40包括多个扩散区44，以扩散来自光源21的光，和多个透明区域46，设置在扩散区44之间，以提供在扩散区44内火焰图像36，其将会随后介绍。

应当理解的是，虽然半透明区域30、透明区域32和边缘区域40于图1、2a、2b、3a、5、6a和8中为区分彼此而明确定义了不同的线，事实上，在屏幕22中，这些区域的分界线并不明显。半透明区域30、透明区域32和边缘区域40，在它们间标出分界线仅仅只是为了简化图纸。边缘区域40在半透明区域30和透明区域32间提供了一个渐变，其中在半透明区域30内来自光源21中的光从中穿过并漫射，而在透明区域32内的光从中穿过并几乎没有漫射，因为区域32是透明的。优选的，上述过渡几乎是均匀的以及渐进的。正如将要描述的，边缘区域40有助于火焰的整体逼真的模拟，因为它用于只提供横跨屏幕22的特定位置的火焰图像，来模拟火焰中的尖端或上端的分离。

边缘区域40的一部分如图2c所示。应当理解，在图2c中漫射区44和透明区46的说明被理想化了。在图2c中，漫射区44和透明区46显示为具有普通有规则的形状。同时，漫射区44显示为从半透明区域30向透明区域32尺寸的逐渐减小。相应地，在图2c中，透明区46显示为从半透明区域30向透明区域32尺寸的逐渐增大。然而，可以理解的是，在一个实施例中，漫射区44和透明区46的形状和尺寸可能是不规则的，也就是说，44和46区的形状和尺寸可能相差很大，当考虑到从半透明区域30到透明区域32时，漫射区域44可能不一定会在尺寸上逐渐减小。此外，位于半透明区域30附近的透明区域46不一定小于位于透明区域32的近端。漫射区域44和透明区46的形状可能在同一边缘区域40内变化很大。

那些本领域的技术人员会看到，闪烁元件34可以具有多种配置。在一个实施例中，闪烁元件34优选的包含限定轴线“x”的杆48和安装在杆48上的多个桨元件50(图2a，2e)。还优选的，桨元件50是反射性。在本领域内已知的，闪烁元件34可以围绕轴线“x”旋转。闪烁器元件34围绕轴线“x”的旋转方向由图4a和图4b中的箭头“d”指示。优选地，当光源被通电时，当闪烁元件34旋转时，来自光源21的光被引导到闪烁元件34上(即，到桨元件50上)，使得从该桨元件50反射朝向屏幕22的光是间歇的，即闪烁或强度变化，类似于火的火焰闪烁或波动。

那些本领域的技术人员还会看到，优选地，半透明区域30使得来自光源的光从中穿过并进行扩散，以达到提供逼真的火焰模拟效果所需的程度。由于半透明区域30的光漫射性质，该区域还用于至少部分地隐藏位于屏幕22后面的火焰模拟组件20的元件。那些本领域的技术人员还将看到，半透明区域30可以通过任何合适的方法来形成，例如通过在前表面或后表面26,28上喷涂合适的饰面，或通过丝网漏印法。在一个实施例中，半透明区域30优选地包含位于屏幕22的预设部分38上的预设位置的中心子区域54，如图2a所示。优选地，选择中心子区域54的预定位置，使得火焰36的图像看起来源自中心子区域54(图2a)。

那些本领域的技术人员还看到，把光源21和闪烁元件34可位于在任何相对于彼此以及相对于屏幕22的位置，以提供火焰36的合适的图像。例如，如图4b所示，来自光源21的部分的光，从闪烁元件34反射至后表面28，后表面28预定部分38相对，此部分的光由箭头“a”表示。

应当理解的是来自光源21的光优选地被导向后表面28，使得光透射通过所有区域30,40和32。如图4a所示，从闪烁元件34反射至屏幕22的光以相对尖锐的角度指向边缘区域40中的屏幕的后表面28。来自光源21的光，被反射至边缘区域40中的屏幕22的后表面28，并在图4a中由箭头“e”表示出来。应当理解，图4a和4b仅是示例性的。

还应当理解，为了加强图解的清晰度，从附图中省略了多个元件。例如，图4a和图4b中就省略了某些元件以加强其清晰度。

如图2c所示，来自光源21部分的光，从闪烁元件34反射至后表面28，并穿过透明区域46。该部分光由图2c中的箭头“b1”和“b2”表示。

此外，从闪烁元件34反射至后表面28另一部分的光，穿过漫射区域44。该部分光在图2c中由箭头“c1”和“c2”表示。

穿过漫射区域44的光仅在漫射区域44中漫射，并因此提供火焰36的图像的上部。因此，边缘区域40在半透明区域30和透明区域32之间提供了逼真的过渡。

从上述内容可以看出，边缘区域40提供了在半透明区域30和透明区域32之间的火焰上部的逼真图像。如图2a所示，半透明区域30优选地位于通常低于透明区域32的屏幕中或屏幕上。要理解的是，火焰图像的更大部分被设置在半透明区域30中，即由于来自光源21的光，其被闪烁元件34反射至半透明区域30中的屏幕的后表面。

从上述内容中还可以看出，设置在边缘区域40中的火焰图像的部分仅设置在漫射区域44中。来自光源21的光，被反射到透明区域46并穿过透明区域46，它基本上不扩散。于是，设置在边缘区域40中部分的火焰图像通过透明区域46彼此横向分离。例如，如图2a所示，在边缘区域40中部分可见的火焰图像倾向于通常在面积上小于朝向边缘区域40的上侧面积。另外，光被引向边缘区域40的相对锐角倾向于引起“羽化”效应，其中以锐角导向屏幕的光穿过屏幕以提供火焰图像的上部，其朝向边缘区域40的上侧并逐渐降低强度(和衰减)。

那些领域的技术人员认为，可以使用任何合适的方法来创建边缘区域40中的漫射区域44。例如，在一个实施例中，漫射区域44可以通过将合适的饰面喷涂到屏幕22的后表面28(或者前表面26，视情况而定)上而产生。或者，漫射区域44可以是通过运用丝网漏印法创建。在一个实施例中，漫射区域44基本上是圆形的(如图2c)。在另一种实施例中，漫射区域44至少部分地为椭圆形，并且由透明区域46分开(图2d)。尽管不是必须的，但是漫射区域44最好使用通常用来提供半透明区域30的方法提供。

在一个实施例中，火焰模拟组件20优选地同样包含闪烁元件外壳55，用于至少部分地隐藏闪烁元件34。例如，如图2a和3a所示，闪烁元件外壳55优选地包含闪烁元件外壳主体56，主体56中具有开口57(如图2a，6a)，其中来自光源21的光通过开口57被引导到闪烁元件34，同时，通过开口57，这光从闪烁元件34反射后向外传递。然而，闪烁元件外壳55通常覆盖了闪烁元件34。

闪烁元件外壳55形成为大体覆盖闪烁元件34(即，除了开口57)，并且具有两个目的。首先，因为屏幕22的大部分是透明的，观察者58(图4a)通常能够观察到位于屏幕22后面大部分的火焰模拟组件的元件。尤其是观察者58位于离火焰模拟组件20相对较短的距离处，他能够通过透明区域32观察位于屏幕22后面的许多元件。因此，闪烁元件34至少部分地被闪烁元件外壳覆盖55，以便所产生的火焰效果对于观察者来说看起来更真实。因此，如下文将进一步描述的，覆盖或隐藏产生火焰效果的机械和电气元件是可取的，以增强呈现给观察者的火焰效果的真实性。

第二，闪烁元件外壳55根据需要将从闪烁元件34反射的光引向屏幕22的选定部分。也就是说，从闪烁元件34反射的光不是从其中无区别地引导，因为从闪烁元件34反射的光可以仅通过开口57透射。反射光由闪烁元件外壳主体56控制或屏蔽，以向观察者提供更逼真的火焰模拟。特别地，从闪烁元件34反射的光由开口57配置或引导，以在屏幕22上形成火焰的图像。那些本领域内的技术人员会看到，隐藏闪烁元件34和屏蔽或覆盖来自光源21的被引导到闪烁元件34并从其反射的光是很有必要的，因为观察者58能够至少经由透明区域32观察位于屏幕22后面的部分火焰模拟组件20。

优选地，修整元件形成并且定位在中心子区域54的前面，以增强由火焰模拟组件20提供的火焰的模拟。例如，在一个实施例中，火焰模拟组件20优选地包含位于靠近中心子区域54的修整子组件60(图6a-6c)。修整子组件60优选地位于中心子区域54的前面，以便建议火焰36的图像从修整子组件60上升，以增强由火焰模拟组件20提供的总体模拟效果。(为了简化图示，从图1，图2a，图2e，图3a-5，图8和图9中部分地省略了修整子组件60是能够被理解的)。

应当被理解的是，修整子组件60可以具有任何合适的构造。例如，在一个实施例中，修整子组件60优选地包含一个或多个模拟燃料元件62(如图6a-7b)。那些本领域内的技术人员将看到，模拟燃料元件62可以以任何合适的形式提供。例如，如图6a-7b所示，模拟燃料元件62是木材原木的模拟。然而，那些本领域内的技术人员将看到，模拟燃料元件62可以是任何合适的物体，或形成为类似任何合适的物体，例如煤块。或者，例如，模拟燃料元件62可以是实际的木材原木。

在一个实施例中，修整子组件60优选地包括用于支撑模拟燃料元件62的格栅元件64。此外，修整子组件60优选地包括至少部分地在模拟燃料元件下方的模拟灰烬床66(图6a-7b)。在一个实施例中，模拟灰烬床66优选地形成为类似于余烬床，例如，通过燃烧木制原木一段时间而产生。或者，模拟灰烬床66可以以任何其它合适的形式提供。

本领域技术人员将意识到形成模拟燃料元件62，格栅元件64和模拟灰烬床66的合适材料和方法。

如上所述，修整子组件60可以替代地具有其他构造，其可以包括或可以不包括可燃燃料的模拟。例如，修整子组件60可以是形成并定位成看起来是火焰图像源的媒体床装置(未示出)。本领域技术人员将理解，介质床装置可以以任何合适的布置，包括任何合适的材料。作为示例，修整子组件60的媒体床装置可以包括适当尺寸和颜色的碎玻璃或丙烯酸片。然而，为了本文的描述的目的，修整子组件60是示例性的模拟燃料层。

在实体中，尤其是在修剪子组件60是被设置于屏幕22前面的第一模拟燃料层的地方，优选的，闪烁元件壳体55额外地包括第二模拟燃料层68(图6a-7b)。第二模拟燃料层68之所以被提供是因为观察者58可能通过透明区域32观察闪烁元件壳体56。相应地，第二模拟燃料层68优选的形成来隐藏闪变元件壳体56。正如在图6a-7b中所示，第二模拟燃料层68优选的包含第二模拟燃料组分70。第二层的模拟燃料组分70优选的和模拟燃料组分62一起形成和设置以便提供火的真实模拟，其中原木成为易燃的燃料。应当理解，第二模拟燃料层68除了第二模拟燃料组分70以外可能包括额外的组分，例如第二模拟灰烬床(并未显示出的)也可能被包括，以便于更好地掩盖闪烁元件壳体56。

本领域的技术人员会感到，除了模拟燃料组分和相应的组分之外，在修剪子组件60成为组分设置的地方，闪烁元件壳体55可能包括一个或更多的与修剪字组件60相连的组分来隐藏闪烁元件壳体56。

在一个实施例中，火焰模拟组件20也优选的包括一个或更多至少和半透明区域30(图1,2a,2b)部分重叠的部分反射区72。应当理解，部分反射区72可以通过反射修整子组件60的至少一部分强化现实火种的模拟。例如，在修剪字组件60成为模拟燃料层的地方，模拟燃料层的一部分(例如模拟燃料组分62的部分)优选的至少在反射区72中反射，因此会提供一种错觉，即修剪子组件或者前模拟燃料层60似乎比它本身更有深度。由于前模拟燃料层60部分在部分反射区72内部分反射，火焰的图像36也从前模拟燃料层60的这部分的反射图像中上升着出来，因此强化了火焰模拟组件20提供的模拟效应。

在实施例中，火焰模拟组件20包括内壁74，内壁74优选的模拟定义壁炉内燃烧室的墙(图5)。例如，内壁74可以形成为用于形成一燃烧室的类似金属薄片或其它材料。或者，内壁74可能被简单地用来覆盖火焰模拟组件20的组分(例如内部的构造)，来强化火焰模拟组件20的模拟效应。

内墙形成和定位的方式可以极大的强化由此产生的模拟效应，这一点，已经被发现了。优选的，内壁74部分通过透明区域32被观察者58观察到。在实施例中，优选的，内壁74包括在其上的模拟火砖模式76(图7a)。(为了简化说明，火砖模式76及其之上的内壁在图7b中标为参考数字74')。相应地，火焰模拟组件20优选的包括至少被部分定位于屏幕22的后面的模拟火砖壁74'。模拟火砖模式76优选的设置为类似形成燃烧室的壁炉的火砖，以此强化火焰模拟组件20的模拟效应。

在实施例中，内壁74优选的被至少部分的定位在屏幕22的后面。优选的，如在图2e中所看到的那样，内壁74包括定位于屏幕22前方的前壁78a,78b，并且和屏幕22前表面24以基本正交的方式定位。优选的，内壁74包括侧壁80a,80b，设置以定义和各自的前壁78a,78b的斜角。侧壁80a,80b设置以定义各自的曲线82a,82b，在曲线中它们各自和前壁78a,78b相遇。(图7a,7b)。正如在图2e看到的那样，屏幕22优选的被安装在曲线82a,82b中。优选的，内壁74也包括后壁84，后壁84被设置在屏幕22的后表面28后面，并且在侧壁80a,80b之间扩展。

正如在图7a和7b中看到的那样，模拟火砖壁74’优选的至少部分的被定位在屏幕22后面。优选的，正如在图7a和7b中看到的那样，模拟火砖壁74’包括定位于屏幕22前方的前壁78a’,78b’，并配置为基本上正交于屏幕22的前表面24。优选的，模拟火砖壁74’包括侧壁80a’,80b’，设置为定义与各自前壁78a’,78b’的斜角。侧壁80a’,80b’定义各自的曲线82a’,82b’。在曲线中它们各自和前壁78a’,78b’相遇。(图7b)。正如在图7b中看到的那样，屏幕22优选的被安装在曲线82a’,82b’中。优选的，模拟火砖壁74’也包括后壁84’，后壁84’被定位在屏幕22的后表面28后面，并且在侧壁80a,80b之间扩展。

应当理解，内壁74可能形成和设置在任何一种合适的布置中，并且前面的描述仅仅是作为示例的实施例。例如，内壁74(无论它包括火砖模式与否)在平面图内都可能会形成模拟燃烧室，燃烧室为矩形，或部分圆形的，或者为任何形状。

正如上面所描述的那样，在实施例中，闪烁元件壳体55优选的包括第二模拟燃料层68，定位在闪烁元件壳体56上。在另一个实施例中，闪烁元件壳体55’优选的包括一个镜面或者镜面原件86，设置在闪烁元件壳体56上。(图8)。应当理解，为了简化说明，闪烁元件壳体在图8中标示为数字55’。优选的，镜面86用于提供镜面反射，并且基本上是平面。已经发现，后壁84在镜面86的反射提供了这样的错觉，使得闪烁元件壳体55’是部分后壁84。(应当理解，火砖模式未在图8的后壁84中显示，以简化说明)。

在图4b中，来自光源21的光，从闪烁元件34反射至屏幕22，被一个箭头“a”代表。在实施例中，来自于光源21的光，被反射至后表面28，优选的定义一种在后表面28和光之间的锐角(为了简化说明在图4b中以θ来表示)。相应地，来自于光源21的光沿着一条或多条路径从闪烁元件34反射至后表面，同时定义了与后表面28有关的锐角θ。本领域的技术人员会理解，入射角θ可能是任何一种合适的角度。

在使用时，当光旋转的时候，来自于光源的光被指引到闪烁元件34上。这种光会被从闪烁元件34上反射到屏幕22的后表面28。在透明区域30，提供了火焰图像36。在边缘区域40，火焰图像被提供在漫射区域44，但是观察者58能够通过透明区域46看到火焰图像36。因此，在真实的火中，在边缘区域40内，火焰图像仅仅是部分的，如观察者58在火焰图像的上部之间横向的看到差异，就像在现实火中那样。

在实施例中，火焰模拟组件20优选的包括一个框组件88。在框组件88中火焰模拟组件20(如上所述)的别的组件被安装。(图5)。应当理解，包括一个框组件88的火焰模拟组件20，可能形成并且被定位在壁炉架组件内，以面向墙。或者，火焰模拟组件20可能容纳在一个墙(未显示)内的一开口内，墙被为此目的专门塑造。本领域的技术人员将会了解这样一种方式，其中火焰模拟组件20(包括一个框组件88)设置在这样一个开口内。

本领域的技术人员会理解，漫射区域和屏幕的其它漫射部分可以会在前表面或者后表面使用不同的技术提供。例如，合适的扩散效应通过在屏幕的后表面刻痕得以实现。

本领域技术人员还将理解，部分反射区域72也可以使用任何合适的方法形成。

图9中示出了本发明的火焰模拟组件20'的替代实施例。火焰模拟组件20'是插入模块，形成为插入到预先存在的燃烧室90中。因此，在一个实施例中，火焰模拟组件20'优选地不包括框组件。

如图9所示，在一个实施例中，火焰模拟组件20'优选地包括屏幕22'和一个或多个光源21'。还优选的是，火焰模拟组件20'包括可旋转地定位在闪烁元件壳体56'中的闪烁元件34'。应当理解的是，来自光源21'的光被引导到闪烁器元件34'上，并且光从那里被反射到屏幕22'的后表面28'上。优选地，如上所述(图9中未示出)，屏幕22'包括半透明区域，透明区域和其间的边缘区域。

如图9所示，优选地，屏幕22'适配在预先存在的燃烧室90的前壁92a，92b和侧壁94a，94b之间。应当理解，屏幕22'不是必需延伸以接合预先存在的燃烧室90的侧壁。本领域技术人员应当理解，火焰模拟组件20'提供了位于预先存在的燃烧室90中的火焰的真实模拟。

本领域技术人员将理解，本发明可以采取许多形式，并且这种形式在所要求保护的本发明的范围内。权利要求的范围不应受实施例中阐述的优选实施例的限制，而是应当给予与作为整体的描述一致的最宽泛的解释。