Устройство с эффектом имитации пламени и дыма

Заявляемая полезная модель относится к устройствам электрических каминов и, в частности, к устройству имитации пламени при горении твердого топлива и/или имитации дыма, образующегося при горении твердого топлива.
Существует значительный ассортимент устройств, предназначенных для имитации пламени при горения твердого топлива (WO 02/099338, WO 97/41393). Устройства могут содержать муляжи дров или угля, изготовленные из пластика, и подсвечиваемые снизу источником света переменной интенсивности красного или оранжевого цвета или могут включать имитацию тлеющей подложки, также изготовленной из пластика, металлическую решетку и иные муляжи элементов горения или тления. Устройства могут содержать дисплей с динамическим изображением языков пламени или оптический эффект пламени может создаваться за счет проецирования света на матовый экран через текущие потоки цветной жидкости (ЕР 1703211) или через взаимно перемещающиеся оптические элементы (GB 2484734). Объемные языки пламени также имитируются путем подсветки красным цветом струй пара, исходящих от парогенератора (GB 2498329, GB 2502077). Пар может направляться по разным каналам и подсвечиваться разными цветами (US 20100299980). Наличие дыма в электрокаминах моделируют с помощью водяного пара (GB 2391933, GB 2402206, GB 2460259, WO 03063664, US 20080028648). Водяной пар может образовываться путем размещения в контейнере с водой набора электродов, опускаемых в емкость для жидкости и предназначенных для ее испарения (RU 144155). Образующийся пар направляется вверх и подсвечивается, имитируя, таким образом, дым от горения топлива.
Наиболее распространенным в настоящее время для имитации дыма являются устройства, где пар образован ультразвуковыми преобразователями. В частности, известна конструкция камина, включающая основной и дополнительный резервуары с жидкостью, генератор аэрозоля, источник(и) света, вентилятор, подложку с имитатором топлива. Генератор аэрозоля может включать один или несколько ультразвуковых преобразователей, которые могут управляться контроллером для регулирования объема получаемого аэрозоля. Ультразвуковые преобразователи могут быть установлены на дно резервуара с жидкостью (US 8413358, 2009).
Как отмечается в некоторых патентных документах, основным недостатком указанной конструкции камина можно назвать потери пара для имитации дыма, т.к. часть образовавшегося пара оседает на части поверхности подложки имитатора топлива, не имеющей каналов для выхода пара, тем самым снижается КПД генератора пара.
Известно также устройство с эффектом имитации пламени, которое предназначено для улучшенной имитации реального огня, который, в частности, должен усилить эффект имитации пламени и/или дыма и включает: подложку с отверстиями; источник света, создающий эффект пламени; контейнер, содержащий жидкость, причем в данном контейнере имеется пространство над уровнем жидкости, включающее канал выхода пара; ультразвуковой преобразователь, преобразующая поверхность которого находится в контакте с жидкостью и который образует пар в указанном пространстве над уровнем жидкости; средства образования потока воздуха по траектории, входящей в пространство над уровнем жидкости и проходящей через канал выхода пара, при этом канал выхода расположен таким образом, что воздух выходит из контейнера под подложку с отверстиями; и средства образования восходящего потока воздуха от подложки с отверстиями (RU 2434181, 2010).
Вместе с тем, поскольку в известном устройстве в процессе ультразвукового дробления воды образуется «холодный» пар, постольку требуется установка дополнительных средств для управления его потоками, что усложняет в целом конструкцию устройства его обслуживание. Также в известном устройстве ограничены возможности в управлении режимами парообразования и его интенсивностью, т.к. предполагается использование только одного ультразвукового преобразователя, что ограничивает ресурс его работы, т.к. нагрузка при производстве пара распределяется исключительно на один испаритель. Это требует регулярного проведения профилактических и ремонтных работ по очистке и замене испарителя.
Ближайшим аналогом настоящей полезной модели выбрано устройство имитации пламени и дыма, включающее имитатор топлива с отверстиями, источник света, генератор аэрозоля, включающий, по меньшей мере, одну систему подачи жидкости, соединенную с системой каналов для подачи жидкости, и ультразвуковые преобразователи, по меньшей мере, каждый упомянутый ультразвуковой преобразователь соединен с соответствующим каналом для подачи жидкости с возможностью образования аэрозоля на выходе упомянутого канала, а, по меньшей мере, каждый канал для подачи жидкости совмещен с соответствующим отверстием, выполненным в имитаторе топлива, с возможностью образования канала для выхода аэрозоля через упомянутый имитатор топлива (RU 137598, 2014). Известное устройство может содержать клапан и датчик уровня жидкости, систему создания восходящего потока воздуха в виде вентилятора, средство нагрева восходящего потока воздуха.
Вместе с тем, аэрозоль, образовавшийся в известной конструкции, будет обильным и неестественным. Поскольку в устройстве не предусмотрена камера гашения скорости потока аэрозоля, постольку чрезмерное парообразование приведет к тому, что потребитель при эксплуатации устройства будет наблюдать плотную завесу дыма, а не легкий дымок, восходящий при горении, т.е. качество имитации дыма не соответствует тому, который образуется при естественном горении твердого качественного топлива. Кроме того, непрерывная работа устройства в течение длительного времени связана с выбрасыванием в помещение такого количества пара, который может привести к неуправляемому изменению влажности в помещении, что, в свою очередь, может привести к негативным последствиям для окружающих. При этом в известном устройстве не предусмотрены элементы контроля влажности.
Технической проблемой заявляемой полезной модели является низкая эффективность устройства и нерегулируемое парообразование.
Технический результат-улучшение качества паровой имитации при одновременном повышении эффективности устройства в том числе за счет расширения функциональных возможностей путем придания дополнительной функции увлажнения воздуха в помещении в процессе управляемой паровой имитации дыма.
Заявленный технический результат достигается тем, что заявляется устройство для имитации пламени и дыма, включающее размещенные в корпусе на подложке имитатор топлива, подложка выполнена с возможностью пропуска воздуха и пара, имитирующего дым, источники света, размещенные снизу и выполненные с возможностью подсвечивания имитатора топлива и пара, генератор аэрозоля для образования пара, включающий ультразвуковые испарители, преобразующие поверхности которых находится в контакте с жидкостью и образующие пар над уровнем жидкости, заливаемой в систему подачи жидкости, вентилятор для принудительного направления потока воздуха и пара, отличающийся тем, что в качестве системы подачи жидкости содержит гидравлически сообщенные друг с другом контейнер и микроконтейнер, заполняемые жидкостью, дополнительно под подложкой размещена камера распределения и наполнения воздушной массы, выполненная из светопрозрачного материала для пропуска излучения от источников света, вентилятор установлен на микроконтейнере, а ультразвуковые испарители размещены на днище микроконтейнера, контейнер снабжен воздуховодом, который имеет выход в камеру распределения и наполнения воздушной массы, подложка снабжена пазом для пропуска воздуха и пара, имитирующего дым, из вышеуказанной камеры, в корпусе выполнены вентиляционные окна для выпуска воздуха и пара.
В корпусе дополнительно могут быть размещены гигростат и гигрометр, соединенные с ультразвуковыми испарителями. Гигростат и гигрометр обеспечивают дополнительную функцию регулирования заданной влажности в помещении. Гигростат обеспечивает возможность поддержания заданной влажности пользователем в помещении. Гигрометр обеспечивает возможность пользователю задать необходимый уровень влажности путем контроля влажности в режиме реального времени.
В качестве ультразвуковых испарителей могут быть использованы любые известные для этих целей устройства, в частности типа Fogger, также с диаметрами керамических мембран от 4 до 30 мм.
На корпусе размещена панель управления, электрически соединенная с блоком управления, подключенного к электропитанию.
Контейнер, заполняемый жидкостью, может быть снабжен антибактериальной вставкой или внутренняя поверхность снабжена антибактериальным покрытием, содержащим серебро или другое антибактериальное вещество. В контейнере дополнительно может быть размещен датчик уровня жидкости, размещенный в контейнере и соединенный с ультразвуковыми испарителями, размещенными в микроконтейнере. В случае понижения уровня воды ниже контрольной отметки, датчик уровня жидкости срабатывает на отключение ультразвуковых испарителей, прекращая дымовую имитацию.
Заявляемое устройство выполнено с возможностью подсоединения к электропитанию, снабжено электрической частью, питающей ультразвуковые испарители, вентилятор, датчики, источники света и другие электрические элементы устройства.
Воздуховод, установленный на микроконтейнере, частично заполняемый жидкостью, обеспечивает транспортировку воздушной массы (воздуха и пара) из микроконтейнера с размещенными в ней ультразвуковыми испарителями в камеру распределения и наполнения. Камера распределения и наполнения воздушной массы замедляет скорость воздушного потока, накапливает пар и пропускает его через паз, размещенный в подложке, визуально имитируя эффект естественного дымообразования, без рывков и толчков, т.к. камера распределения и наполнения воздушной массы является физическим гасителем скорости воздушного потока (пара), накопления и постепенного выхода пара за счет физических сил. Камера распределения и наполнения воздушной массы имеет площадь сечения больше, чем воздуховод, т.е. при попадании в камеру из воздуховода, скорость воздушного потока падает, а давление на стенки камеры возрастает, что и обеспечивает выход пара через паз, но с погашенной скоростью потока. Если в скорость потока упала, то воздушная масса распределяется по внутреннему пространству камере, накапливаясь в ней.
Движение воздушной массы из помещения через микроконтейнер к камере распределения и наполнения обеспечивается за счет тяги, создаваемой вентилятором, установленным на микроконтейнере.
Микроконтейнер с размещенными в нем ультразвуковыми испарителями, погруженными в жидкость, может быть выполнен с подогревом, подогрев производится, например, ТЭНами или РТС-элементами.
Камера распределения и наполнения, выполнена из светопрозрачного материала, например, любого известного прозрачного пластика.
Источники света, размещенные под камерой распределения и наполнения, подсвечивают имитатор твердого топлива, например, дрова, а также водяной пар, имитирующий дым. Источники света выполнены с возможностью изменения интенсивности свечения и цвета светового излучения. Кроме того, источники света посредством нагрева создают конвективный поток воздушной массы, создавая восходящий поток, проходящий через паз в подложке.
Устройство может дополнительно содержать воздушный фильтр, размещенный на входе воздушного потока и, очищающий воздушную массу от пыли, других взвешенных частиц и вредоносных примесей в воздухе. Тяга, создаваемая вентилятором, позволяет обеспечить приток воздуха, который, проходя по воздуховоду и обогащаясь водяной пылью, выходит обратно в помещение очищенным. В качестве воздушного фильтра может быть использован любой известный для этих целей фильтр, например, угольный.
Устройство может дополнительно содержать умягчитель жидкости или фильтр, предупреждающий образование накипи на стенках контейнера и микроконтейнера, который предупреждает зарастание воздуховода солями жесткости.
Устройство может содержать ароматическую капсулу или контейнер для ароматических масел, который размещается в микроконтейнере или на входе воздушного потока. Воздушный поток, проходя по воздуховоду через ароматическую капсулу, обогащается ароматическими веществами, которые в последующем возвращаются в помещение, ароматизируя его.
Сравнение заявляемого устройства с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию новизна, т.к. оно отличается следующими признаками:
- содержит в качестве системы подачи жидкости гидравлически сообщенные друг с другом контейнер и микроконтейнер, заполняемые жидкостью:
- дополнительно содержит камеру распределения и наполнения воздушной массы, выполненной из светопрозрачного материала для пропуска излучения от источников света;
- размещение камеры распределения и наполнения воздушной массы под подложкой;
- размещением вентилятора в микроконтейнере для создания тяги во воздуховоду, установленному на входе в контейнер;
- расположение воздуховода таки образом, что он обеспечивает транспортировку воздушной массы через микроконтейнер в камеру распределение и наполнения воздушной массы;
- размещение ультразвуковых испарителей на днище микроконтейнера;
- выполнение в подложке паза для пропуска воздушной массы из камеры распределения и наполнения воздушной массы;
- наличие в корпусе вентиляционных окон для выпуска воздушной массы. Указанная совокупность существенных признаков обеспечивает получение заявленного технического результата, т.к. заявляемая конструкция обеспечивает возможность одновременного использования устройства в качестве увлажнителя воздуха, при этом наличие под подложкой камеры распределения и наполнения воздушной массы позволяет обеспечить управляемую паровую имитацию дыма, близкую к естественной. Кроме того, наличие одного воздуховода вместо множества каналов, каждый из которых соединен с ультразвуковым преобразователем, обеспечивает упрощение конструкции и исключает риск обрастания, оседания пара на стенках, уменьшение проходного сечения, нестабильной работы устройства, исключает обильный и неуправляемый выход пара.
Кроме того, заявляемая конструкция обеспечивает расширение функциональных характеристик устройств для имитации пламени и дыма за счет обеспечения возможности размещения в контейнере, микроконтейнере, воздуховоде, камере распределения и наполнения воздушной массы дополнительных элементов (фильтров, датчиков, ароматической капсулы, гигрометра и гигростата), что позволяет расширить арсенал и модельный ряд комбинированных устройств, сочетающих в себе одновременно несколько полезных для потребителя функций.
Заявляемое устройство поясняется следующими рисунками.
На фиг. 1 схематично показано расположение основных конструктивных элементов со стороны задней стенки корпуса.
На Фиг. 2 показано тоже - реалистичное изображение.
На фиг. 3 схематично показано расположение основных конструктивных элементов со стороны передней стенки корпуса
На фиг. 4 показан разрез А-А фиг. 3
На фиг. 5 схематично показано устройство вид сбоку
На фиг. 6 показано фотография устройства со снятой боковой стенкой корпуса.
Заявляемое устройство состоит из корпуса, внутри которого на подложке 1 размещены элементы, имитирующие твердое топливо, например, дрова. На основании корпуса под подложной 1 размещены источники света 3. В подложке 1 выполнен паз 2 для обеспечения возможности выхода воздуха и пара из камеры 7 распределения и наполнения воздушной массы. Внутри корпуса размещен контейнер 4, заполняемый жидкостью, например, водой. Внутри контейнера 4 размещена антибактериальная вставка 5, размещенная с возможностью прохождения через нее входящего потока воздуха. На входе контейнер 4 снабжен воздуховодом 6, который обеспечивает возможность прохождения воздушной массы через контейнер 4 и микроконтейнер 14, сообщен с камерой 7 распределения и наполнения воздушной массы. Камера 7 распределения и наполнения воздушной массы выполнена из прозрачного пластика и расположена под подложкой 1. Микроконтейнер 14 гидравлически сообщен с контейнером 4, снабжен вентилятором 8, обеспечивающий транспортировку направленного потока воздуха через контейнер 4 в воздуховод 6 через микроконтейнер 14 в камеру наполнения и распределения воздушной массы 7. Микроконтейнер 14 заполнен жидкостью, поступающей из контейнера 4, в жидкость погружены ультразвуковые испарители 9, закрепленные на днище микроконтейнера 14 и электрически соединенные с гигростатом и гигрометром 10 для поддержания заданной влажности. Площадь сечения камеры 7 распределения и наполнения воздушной массы имеет площадь сечения больше, чем воздуховод 6.
На входе воздуховода 6 в контейнере 4 установлен воздушный фильтр 11, очищающий входящую воздушную массу от пыли других взвешенных частиц. В контейнере 4 размещен фильтр 12, предупреждающий образование отложения солей на стенках контейнера 4. Устройство снабжено ароматической капсулой 13, ароматизирующая пар, исходящий от ультразвуковых излучателей 9. Микроконтейнер 14 выполнен с подогревом для дополнительной обработки жидкости от бактерий в случае длительного неиспользования прибора. В контейнере 4 размещен датчик 15 уровня жидкости. Устройство содержит блок управления, соединенный с электрической частью, обеспечивающий подключение источников света 3, вентилятора 8, ультразвуковых испарителей 9, гигростата и гигрометра 10, датчика 15 уровня жидкости с внешним источником питания, панель управления на внешней стороне корпуса (не показаны). В корпусе выполнено вентиляционное окно для естественной циркуляции воздушного потока.
Устройство с эффектом имитации пламени и дыма работает следующим образом. Потребитель включает устройство, обеспечивая подключение к внешнему источнику тока. В контейнер 4 заливают жидкость путем залива в горловину контейнера, которая может находиться под декоративными дровами или за панелью управления, обеспечивая контроль уровня жидкости посредством датчика 15 уровня жидкости, показания которого передаются на панель управления. Потребитель на панели управления задает требуемый уровень влажности в помещении, сигнал подается на гигростат и гигрометр 10, соединенные с ультразвуковыми испарителями 9. При включении устройства электрическое питание обеспечивает включение источников света 3, световой поток от которых подсвечивает дрова, размещенные на подложке 1 и восходящий водяной пар, образующийся в результате работы ультразвуковых испарителей 9, размещенных в микроконтейнере 14 с жидкостью, поступающей из контейнера 4 с которым микроконтроллер 14 соединен гидравлически, например, как сообщающиеся сосуды. Ультразвуковые испарители 9 погружены в жидкость, которая подогревается до температуры около 60С, что обеспечивает гибель бактерии Legionella, которая обычно обитает в естественной среде, в местах, где присутствует вода. Выполнение микроконтейнера 14 небольшим по объему позволяет обеспечить эффективный подогрев воды, экономя электроэнергию. В результате работы ультразвуковых испарителей 9 над уровнем жидкости в микроконтейнере 14 образуется воздушно-капельная смесь. При включенном вентиляторе 8 создается тяга и воздух через окно в корпусе поступает из помещения в воздуховод 6, проходит через воздушный фильтр 11, ароматическую капсулу 13 микроконтейнера 14 в камеру 7 распределения и наполнения воздушной массы, где скорость воздушного потока гасится и за счет физических сил образовавшийся пар равномерно истекает через паз 2, имитируя струйку дыма. Проходя через камеру имитации пламени и пара, воздушный поток, обогащенный паром и ароматизатором, поступает обратно в помещение. В процессе работы гигрометр 10 определяет существующую влажность в помещении, сравнивает значение с введенными данными пользователем. Если влажность в помещении будет меньше заданной пользователем, то гигрометр 10 дает команду гигростату включить ультразвуковые испарители 9. При достижении заданной пользователем влажности в помещении гигрометр дает команду гигростату на отключение ультразвуковых испарителей и продолжает отслеживать влажность. Далее, при снижении уровня влажности, цикл алгоритма повторяется. Датчик уровня жидкости 15 отключает ультразвуковые испарители 9, при достижении отметки низкого уровня воды. В этом случае устройство продолжает работать, но без паровой имитации дыма, экономя электроэнергию.
Заявляемое устройство позволяет улучшить эффективность имитации пламени и дыма, обеспечивает расширенные функциональные возможности за счет возможности поддержания заданной влажности в помещении при высоком ресурсе испарителей, т.к. для достижения заданной влажности испарители работают меньшее время, исключается обрастание воздуховода, что обеспечивает стабильную работу устройства. Кроме того, профилактические и ремонтные работы по очистке и замене испарителей должны осуществляться реже, в том числе за счет отсутствия солей и других соединений в воде, исключается загрязнение деталей декоративного оформления и поверхностях помещения, что увеличивает межремонтный срок. Кроме того, заявляемое устройство позволяет обеспечить дополнительное обеззараживание воды посредством нагрева жидкости в микроконтейнере, очищение поступающего воздуха и его ароматизацию.