ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОЧАГ
ELECTRIC FIREPLACE

Настоящее изобретение относится к имитации пламени и, в частности, к устройству для имитации горения твердого топлива, такого как уголь или дрова. Желательно, но не обязательно, чтобы устройство включало источник тепла, предназначенный для обогрева комнаты. Более конкретно, изобретение относится к устройству и способу имитации пламени при горении твердого топлива и/или имитации дыма, образующегося при горении твердого топлива.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В данной области техники известно много устройств, предназначенных для имитации горения твердого топлива. Примеры можно увидеть в документах WO 02/099338 и WO 97/41393 среди многих других. Как правило, известные устройства для имитации пламени включают имитированное твердое топливо из прессованной пластмассы, напоминающее уголь или дрова, лежащие на тлеющей подложке. Более сложная конструкция включает отдельную тлеющую подложку, которая также может быть изготовлена из имеющей определенную форму и цвет прессованной пластмассы, и отдельных кусков имитируемого топлива, которые лежат на тлеющей подложке. Другие конструкции включают имитацию кусков топлива, лежащих на имитированной решетке. Обычно имитированное топливо подсвечивается снизу светом переменной интенсивности, чтобы имитировать пылание топлива.
WO 03/063664 предлагает имитированный огонь, который включает куски топлива, лежащие на решетке. Под кусками топлива расположен контейнер с водой, включающий ультразвуковой преобразователь. Преобразователь предназначен для обеспечения клубов водяного пара. Выше имитированного топлива смонтирован нагреватель с вентилятором. Вентилятор также предназначен для подачи пара через щели между кусками топлива. Водяной пар, поступающий через топливную подложку, напоминает дым. Водяной пар нагревается в нагревателе с вентилятором, таким образом теряя схожесть с дымом, и выходит из устройства. Имитированное топливо освещается снизу источником света, который предпочтительно расположен в водяном контейнере. Источник света может иметь красный или оранжевый цвет.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Приведено настоящее описание изобретения, предназначенного для улучшения имитации пламени и дыма и обеспечения улучшенного способа и устройства для производства имитированного дыма. Изобретение также предназначено для обеспечения улучшенного устройства для имитации реального огня, который, в частности, должен усилить эффект имитации пламени и/или дыма.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предоставлено устройство с эффектом имитации пламени, включающее в себя:
подложку с отверстиями;
контейнер для жидкости, причем у контейнера имеется по меньшей мере одна стенка со сквозным отверстием;
ультразвуковой преобразователь, расположенный вне контейнера, преобразующая часть которого контактирует с жидкостью через указанное сквозное отверстие.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предоставлено устройство с эффектом имитации пламени, включающее в себя:
подложку с отверстиями;
средство, генерирующее пар, включающее контейнер, содержащий воду, причем средство имеет выход для подачи пара под подложку с отверстиями, ультразвуковой преобразователь, преобразующая часть которого расположена в жидкости и контактирует с жидкостью в контейнере. Ультразвуковой преобразователь работает на частоте по меньшей мере около 1,7 МГц.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения согласно второму аспекту ультразвуковой преобразователь находится снаружи контейнера, причем преобразующая часть находится в контакте с жидкостью через отверстие в контейнере.
В соответствии с предпочтительными вариантами первого и второго аспектов изобретения ультразвуковой преобразователь работает на частоте около 2 МГц.
Предпочтительнее, чтобы ультразвуковой преобразователь работал на частоте от приблизительно 2,4 МГц до приблизительно 3 МГц.
В соответствии с предпочтительными вариантами первого и второго аспектов изобретения устройство также включает в себя средства для транспортировки пара, генерируемого ультразвуковым преобразователем в по меньшей мере одну зону ниже подложки с отверстиями.
Предпочтительнее, чтобы средства для транспортировки пара, генерируемого ультразвуковым преобразователем в по меньшей мере одну зону ниже подложки с отверстиями, включали в себя вентилятор, подающий воздух в контейнер.
Предпочтительнее, чтобы согласно первому и второму аспектам изобретения устройство включало в себя средство распределения пара, расположенное ниже подложки с отверстиями. При этом средство распределения пара имеет верхнюю и нижнюю стенки. В указанных верхней и нижней стенках должно иметься по меньшей мере по одному отверстию.
Предпочтительнее, чтобы соответствующие отверстия в нижней и верхней стенках были выровнены вдоль вертикальной оси.
Предпочтительнее, чтобы устройство также включало расположенные ниже средства распределения пара средства для организации направленного вверх потока воздуха через подложку с отверстиями.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения средства для организации направленного вверх потока воздуха через подложку с отверстиями включают по меньшей мере один источник света.
В предпочтительных конструкциях устройство включает в себя по меньшей мере один источник света, расположенный ниже подложки с отверстиями.
В предпочтительных конструкциях ультразвуковой преобразователь включает в себя преобразующий диск, смонтированный с уплотнением на поддерживающей пластине, причем диск имеет контактирующую с жидкостью поверхность.
В предпочтительных конструкциях ультразвуковой преобразователь работает на частоте как минимум 1,7 МГц, например при 2 МГц или от 2,4 МГц до 3 МГц.
В соответствии с третьим аспектом данного изобретения предложено устройство для имитации пламени, включающее в себя:
подложку с отверстиями; а также
средство, генерирующее пар, включающее контейнер для жидкости, причем средство имеет выход для подачи пара к нижней стороне подложки с отверстиями, ультразвуковой преобразователь, у которого преобразующая часть находится в контакте с жидкостью в контейнере, резервуар подачи жидкости, сообщающийся с указанным контейнером и средства для регулировки подачи жидкости из резервуара в контейнер, так что в контейнере поддерживается объем жидкости, близкий к постоянному.
Согласно четвертому аспекту данного изобретения предлагается устройство для имитации пламени, включающее в себя:
подложку с отверстиями;
средство, генерирующее пар, причем данное средство имеет выход для подачи пара к нижней стороне подложки с отверстиями; а также
по меньшей мере один источник тепла, расположенный ниже подложки с отверстиями, так что по меньшей мере один источник тепла создает поток воздуха, направленный вверх от подложки с отверстиями.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения по меньшей мере один источник тепла включает по меньшей мере один создающий тепло источник освещения (то есть источник освещения, который создает значительные потоки тепла и света).
Предпочтительнее, устройство согласно данному варианту осуществления изобретения также включает в себя средство для транспортировки пара, созданного средством генерации пара к по меньшей мере одной зоне ниже подложки с отверстиями. Предпочтительнее, данное средство для транспортировки пара должно включать в себя вентилятор, обеспечивающий поток воздуха в указанное средство генерации пара.
Далее, в предпочтительных вариантах осуществления изобретения согласно данному аспекту изобретения также имеется средство распределения пара, в которое поступает пар из средства генерации пара. Указанное средство распределения пара установлено ниже подложки с отверстиями. Данное средство имеет верхнюю и нижнюю стенки, а также имеет по меньшей мере по одному соосному отверстию в указанных верхней и нижней стенках.
Соответственно эти отверстия в верхней и нижней стенках выровнены вдоль вертикальной оси.
Предпочтительнее, по меньшей мере один источник тепла должен быть установлен под отверстием (отверстиями) в указанной нижней стенке.
В дальнейших вариантах осуществления данного аспекта изобретения имеется средство генерации пара, включающее контейнер, предназначенный для хранения жидкости, и ультразвуковой преобразователь, преобразующая секция которого находится в контакте с жидкостью.
Предпочтительнее, ультразвуковой преобразователь включает преобразующий диск, установленный с уплотнением на поддерживающей пластине, причем у диска есть контактирующая с жидкостью поверхность.
В предпочтительных вариантах осуществления данного аспекта изобретения ультразвуковой преобразователь работает на частоте как минимум 1,7 МГц, более предпочтительно на частоте около 2 МГц и в особенности на частоте от приблизительно 2,4 МГц до приблизительно 3 МГц.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предлагается устройство для имитации пламени, включающее в себя:
подложку с отверстиями;
средство генерации пара, имеющее по меньшей мере один канал выхода пара;
камеру распределения пара, имеющую по меньшей мере одну стенку, причем указанная камера распределения пара включает по меньшей мере один канал входа пара, соединенный с упомянутым каналом выхода пара. Также камера распределения пара имеет по меньшей мере один выход пара, по меньшей мере одно отверстие в нижней части указанной камеры и средство вблизи указанного отверстия для образования восходящего потока воздуха через камеру.
В предпочтительном варианте данного пятого аспекта настоящего изобретения камера распределения пара расположена непосредственно под подложкой с отверстиями.
Предпочтительнее, средство образования восходящего потока воздуха включает средство нагрева.
В качестве альтернативы или дополнения средство образования восходящего потока воздуха может включать вентилятор.
В других предпочтительных вариантах данного аспекта изобретения средство образования восходящего потока воздуха включает по меньшей мере один выделяющий тепло источник света, который может быть использован в качестве альтернативы или дополнения к указанным выше средству нагрева или вентилятору.
Предпочтительнее, источник (источники) света является единственным средством образования восходящего потока воздуха.
Предпочтительнее, указанная камера имеет по меньшей мере одну стенку (один экран) для обеспечения потока.
В предпочтительных вариантах пятого аспекта изобретения указанное средство включает также в себя средства для транспортировки пара, генерированного в средстве генерации пара, к камере распределения пара.
Предпочтительнее, указанные средства транспортировки включают в себя вентилятор, обеспечивающий поток воздуха в средство генерации пара.
Далее, в предпочтительных вариантах исполнения данного аспекта изобретения средство распределения пара расположено непосредственно под подложкой с отверстиями, причем указанное средство распределения имеет верхнюю и нижнюю стенку и содержит по меньшей мере по одному отверстию в указанных верхней и нижней стенке. При этом указанное отверстие в верхней стенке определяет по меньшей мере один указанный выход пара.
В предпочтительном варианте исполнения устройства в соответствии с данным аспектом изобретения указанные отверстия в верхней и нижней стенках выровнены по вертикали.
В дальнейших вариантах осуществления средства генерации пара имеется контейнер, предназначенный для хранения жидкости, и ультразвуковой преобразователь, преобразующая секция которого находится в контакте с жидкостью.
Предпочтительно, ультразвуковой преобразователь включает преобразующий диск, установленный с уплотнением на поддерживающей пластине, причем у диска есть контактирующая с жидкостью поверхность.
В предпочтительных вариантах осуществления данного аспекта изобретения ультразвуковой преобразователь работает на частоте как минимум 1,7 МГц, более предпочтительно на частоте около 2 МГц и в особенности на частоте от приблизительно 2,4 МГц до приблизительно 3 МГц.
В соответствии с шестым аспектом изобретения предложено устройство для имитации пламени, включающее в себя:
подложку с отверстиями;
контейнер для содержания жидкости, причем в контейнере имеется пространство над уровнем жидкости и имеется в наличии канал выхода пара;
ультразвуковой преобразователь, причем преобразующая поверхность находится в контакте с жидкостью и может генерировать пар в указанном пространстве;
средства образования потока воздуха по каналу, поступающему в указанное пространство и идущему через канал выхода пара, который расположен таким образом, что канал потока воздуха выходит из контейнера под подложкой с отверстиями; а также
средства образования восходящего потока воздуха от подложки с отверстиями.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения согласно данному аспекту изобретения средства для образования потока воздуха включают вентилятор, образующий поток воздуха в контейнер.
Предпочтительнее, устройство, выполненное согласно данному аспекту, содержит узел распределения пара, расположенный под подложкой с отверстиями, в который пар поступает через канал выхода пара.
В предпочтительном исполнении устройства согласно данному аспекту изобретения узел распределения пара включает верхнюю и нижнюю стенки и по меньшей мере по одному отверстию в указанных верхней и нижней стенках.
Предпочтительнее, соответствующие отверстия в верхней и нижней стенках выровнены по вертикали.
В предпочтительном варианте осуществления данного аспекта изобретения средство обеспечения восходящего потока воздуха от подложки с отверстиями включает средство нагрева.
В качестве альтернативы или дополнения средство обеспечения восходящего потока воздуха от подложки с отверстиями может включать вентилятор.
В предпочтительном исполнении средство обеспечения восходящего потока воздуха от подложки с отверстиями включает в себя по меньшей мере один источник света, выделяющий тепло. Этот источник света может использоваться как дополнение, или, предпочтительнее, как альтернатива указанным выше источнику тепла и вентилятору.
Предпочтительнее, в соответствии с данным аспектом изобретения, чтобы данный источник (источники) света был единственным средством, обеспечивающим восходящий поток воздуха.
Предпочтительнее, в соответствии с данным аспектом изобретения, чтобы ультразвуковой преобразователь находился снаружи контейнера, причем преобразующая часть находилась в контакте с жидкостью через отверстие в контейнере.
В предпочтительных конструкциях ультразвуковой преобразователь включает в себя преобразующий диск, смонтированный с уплотнением на поддерживающей пластине, причем диск имеет контактирующую с жидкостью поверхность.
В предпочтительных вариантах осуществления данного изобретения ультразвуковой преобразователь работает на частоте как минимум 1,7 МГц, более предпочтительно на частоте около 2 МГц и в особенности на частоте от приблизительно 2,4 МГц до приблизительно 3 МГц.
В дальнейших предпочтительных вариантах данного аспекта изобретения устройство включает в себя резервуар подачи жидкости, сообщающийся с имеющимся контейнером. Предпочтительнее, у устройства имеются средства для регулировки подачи жидкости из резервуара в контейнер. Так что в контейнере поддерживается объем жидкости, близкий к постоянному.
В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения предоставляется устройство, имитирующее пламя и включающее в себя:
подложку с отверстиями;
контейнер, содержащий жидкость, ультразвуковой преобразователь, у которого преобразующий элемент расположен в жидкости и находится в контакте с жидкостью; а также
средство для передачи пара, образованного ультразвуковым преобразователем, от контейнера в зону ниже подложки с отверстиями,
причем ультразвуковой преобразователь расположен не ниже, чем нижняя точка подложки с отверстиями.
В предпочтительном варианте осуществления данного седьмого аспекта средство для передачи пара включает трубопровод, пролегающий от контейнера до зоны под подложкой с отверстиями.
Предпочтительнее, трубопровод и контейнер имеют общую стенку.
В соответствии с восьмым аспектом описания настоящего изобретения предлагается способ для имитации пламени, включающий:
обеспечение подложки с отверстиями,
обеспечение контейнера с жидкостью и ультразвукового преобразователя, находящегося в контакте с указанной жидкостью;
образование пара из жидкости при помощи ультразвукового преобразователя и передачу пара в зону под подложкой с отверстиями;
обеспечение источника тепла ниже подложки с отверстиями и образование восходящего потока воздуха через подложку с отверстиями при помощи источника тепла.
Предпочтительнее, источник тепла включает один или несколько источников света.
Термин «подложка с отверстиями» в данном описании предназначен для указания тела, массивной детали или узла со щелями или отверстиями, через которые может проходить пар, образованный средствами для генерации пара (такими, как ультразвуковой преобразователь), в частности, когда пар увлекается восходящим потоком воздуха. Подложка с отверстиями может быть, для примера, подложкой для топлива (в частности, подложкой для имитации топлива), которая включает множество отдельных элементов, собранных вместе для образования большой общей массы, например имитированных кусков угля или дров, настоящих кусков угля и дров, гравия, небольших камней, кусков стекла, каучука или пластмассы, причем пар может проходить как вокруг, так и между отдельными элементами. Когда используется множество небольших элементов, можно их разместить на раме, которая также допускает прохождение пара, образованного средствами для генерации пара.
В альтернативных конструкциях подложка с отверстиями может иметь форму одного или нескольких крупных элементов, в каждом из которых сделаны одно или несколько отверстий, которые допускают проход пара. В частности, подложка с отверстиями может включать единый блок материала с множеством проходов, проходящих от его нижней поверхности до его верхней поверхности.
Для достижения эффекта имитации пламени подложка с отверстиями должна включать щели или отверстия, которые допускают проход подсветки от источников света, расположенных ниже подложки с отверстиями, так что пар, поднимающийся выше подложки с отверстиями, частично подсвечивается через указанные щели или отверстия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания описания изобретения и для того, чтобы показать, как оно может быть воплощено в определенную конструкцию, будет сделана ссылка (только в качестве примера) на следующие чертежи, на которых:
На фигуре 1 показан схематический вид разобранного устройства в соответствии с одним из вариантов изобретения;
На фигуре 2 показана одна типичная конструкция генератора водяного пара в соответствии с данным изобретением;
На фигуре 3 показан схематический горизонтальный разрез типичного ультразвукового преобразователя генератора водяного пара, выполненного в соответствии с данным изобретением;
На фигуре 4 показан другой вариант исполнения генератора водяного пара в соответствии с данным изобретением;
На фигурах 5А и 5В схематично показана типичная конструкция для подачи воды в генератор водяного пара в соответствии с данным изобретением;
На фигурах 6А и 6В схематично показан другой вариант исполнения генератора водяного пара в соответствии с данным изобретением;
На фигурах 7А, 7В и 7С схематично показаны дальнейшие варианты исполнения генераторов водяного пара в соответствии с настоящим изобретением;
На фигуре 8 показан еще один вариант исполнения генератора водяного пара в соответствии с настоящим изобретением;
На фигуре 9 показан один вариант исполнения согласно фигуре 8;
На фигуре 10 показан другой вариант исполнения согласно фигуре 8;
На фигуре 11А схематично показана конструкция генератора водяного пара, источника света и имитированного топлива в соответствии с одним вариантом исполнения изобретения (включена конструкция элемента, направляющего пар);
На фигуре 11В схематично показан пример конструкции элемента, направляющего пар;
На фигурах 12 и 13 показана типичная конструкция источника света, используемого в устройстве, соответствующем некоторым вариантам настоящего изобретения;
На фигуре 14 представлена конструкция, обеспечивающая свет различного цвета и интенсивности;
На фигурах 15А, 15В, 15С, 15D, 15E, 15F, 15G и 15Н схематически показаны различные конструкции, осуществляющие рециркуляцию пара, образующегося в устройстве, выполненном согласно настоящему изобретению;
На фигуре 16 показан схематический разрез одного устройства, выполненного в соответствии с вариантом, приведенным в настоящем описании;
На фигуре 17 показан схематический разрез другого устройства, выполненного в соответствии с вариантом, приведенным в настоящем описании;
На фигуре 18 показан схематический разрез части устройства, выполненного в соответствии с вариантом, приведенным в настоящем описании;
На фигурах 19А и 19В показаны другие варианты устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
На фигуре 20 показано исполнение средства, обеспечивающего цветную подсветку, в соответствии с настоящим изобретением;
На фигурах 21А и 21В показана конструкция одного типа источника света и типичного генератора пара, применяемая в варианте устройства в соответствии с настоящим изобретением;
На фигуре 22А показана еще одна альтернативная конструкция топливной подложки в устройстве для имитации пламени в соответствии с настоящим изобретением;
На фигуре 22В показан вариант куска топлива, подходящего для использования в варианте исполнения, приведенном в данном описании;
На фигуре 23 схематически показана альтернативная конструкция устройства, выполненного согласно варианту исполнения настоящего изобретения;
На фигуре 24 детально показана топливная подложка для использования в устройстве, показанном на фиг.23;
На фигуре 25 показана еще одна альтернативная конструкция, аналогичная показанной на фигуре 23;
На фигуре 26 показана еще одна разновидность устройства в соответствии с вариантом, приведенным в описании, в котором обеспечен выход нагретого воздуха для обогрева комнаты;
На фигуре 27 показана диаграмма потоков, иллюстрирующая принципы системы теплообмена для устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;
На фигуре 28 показана схематическая иллюстрация устройства в соответствии с вариантом, приведенным в настоящем описании, включающем теплообменник;
На фигуре 29 показана схематическая иллюстрация имитированного пламени в соответствии с настоящим изобретением для использования во «влажной» системе обогрева;
На фигурах 30А и 30В показана схематическая иллюстрация имитируемого очага в соответствии с настоящим изобретением, включающего дополнительные средства для рециркуляции пара;
На фигуре 31 показана типичная имитация полена для топливной подложки устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;
На фигуре 32 показан вид сверху на внутреннюю поверхность имитируемого полена, которое состоит из двух частей. Полено предназначено для топливной подложки устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;
На фигуре 33 показан разрез варианта имитируемого полена, которое состоит из двух частей. Полено предназначено для топливной подложки устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;
На фигуре 34 показано типичное первоначальное расположение набора оптических кабелей для использования согласно настоящему изобретению;
На фигуре 35 показана типичная конструкция имитируемого полена на подложке из золы в устройстве, выполненном согласно настоящему изобретению;
На фигуре 36 показано несколько имитируемых дров, образующих топливную подложку устройства согласно настоящему изобретению;
На фигуре 37 показан второй вариант реализации имитируемого полена, имеющего единую конструкцию для использования в топливной подложке устройства согласно настоящему изобретению.
На фигуре 38 показан внешний вид типичного имитируемого очага, в который может быть включено устройство согласно настоящему изобретению;
На фигуре 39 показан схематический разрез очага согласно фигуре 38, показывающий основные компоненты устройства, имитирующего пламя, согласно одному варианту исполнения настоящего изобретения;
На фигуре 40 показан схематический вид спереди на устройство, имитирующее пламя согласно фигуре 39;
На фигуре 41 показан схематический вид в изометрии на устройство, имитирующее пламя согласно фигуре 40, при этом некоторые компоненты удалены;
На фигуре 42А показан схематический разрез по линии Х-Х фигуры 41;
На фигуре 42В показан узел соединения варианта исполнения устройства согласно настоящему изобретению;
Фигура 43 аналогична фигуре 42А и включает схему потока воздуха в устройстве, имитирующем пламя;
На фигуре 44 показан схематический разрез по линии Y-Y фигуры 42A;
На фигуре 45 показан схематический изометрический вид сзади на устройство, имитирующее пламя, согласно фигурам с 41 по 44;
На фигуре 46 показан вид в изометрии в разобранном виде узла распределения пара устройства, имитирующего пламя, согласно фигурам с 40 по 45;
На фигуре 47 показан схематический разрез в увеличенном масштабе по линии А-А (см. фигуру 41);
Фигура 48 подобна фигуре 46, на ней показаны дополнительные особенности устройства;
Фигура 49 подобна фигуре 41, на ней показаны дополнительные особенности устройства;
Фигура 50 подобна фигуре 47, на ней подробно показан поток воздуха и пара;
На фигуре 51 более детально показаны узел источника света и узел распределения пара;
Фигура 52 подобна фигуре 51 и подробно показывает поток воздуха и пара;
На фигуре 53 показан генератор эффекта пламени согласно изобретению, выполненный как свободно стоящий очаг;
На фигуре 54 показан узел согласно фигуре 52 в открытом состоянии;
На фигурах 55А, 55В и 55С показаны типичные потоки пара, идущие от генератора пара;
На фигуре 56 показан схематичный разрез устройства в соответствии с иным исполнением настоящего изобретения;
На фигуре 57 показана часть устройства согласно фигуре 56;
На фигуре 58 показан схематичный вид в разобранном состоянии устройства, аналогичного показанному на фигуре 56;
На фигуре 59 показан схематичный вид другого частично разобранного устройства, выполненного согласно настоящему изобретению;
На фигуре 60 показан схематичный разрез устройства согласно фигуре 59, и
На фигуре 61 показан вид на часть еще одного варианта исполнения устройства, соответствующего настоящему изобретению.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ
Как показано на чертежах и, в частности, на фигуре 1, устройство 10 согласно настоящему изобретению, в общем, включает топливную подложку, обозначенную позицией 12, генератор 14 пара, по меньшей мере один источник 16 света и средства 18, 20 для модификации света. Предпочтительнее, в качестве пара используется водяной пар. Предпочтительной жидкостью является вода. В отсутствие прямых указаний ссылки на воду и водяной пар здесь означают также ссылки на другую подходящую жидкость и ее пар. Направляющая пара 22 предназначена для принуждения водяного пара, образованного генератором 14 пара, к движению в нужном направлении. Устройство 10 может включать один или несколько генераторов 14 пара. При работе генератор 14 водяного пара генерирует водяной пар при закрытом кожухе 24. Вентилятор 26 образует поток воздуха в кожух 24. Этот поток увлекает водяной пар. Водяной пар покидает кожух 24 через подходящее отверстие или выход 28. Водяной пар уносится потоком воздуха, создаваемым вентилятором 26, и проходит через направляющую 22 пара и окончательно через топливную подложку 12. Водяной пар увлекается воздушным потоком над топливной подложкой и создает эффект дыма. Источник 16 света освещает топливную подложку 12, создавая иллюзию горения топлива. Имеются также фильтры 20 для придания свету необходимого цвета. Фильтры могут окрашивать свет локально или в более широкой зоне. Средства 18 модификации света могут иметь различную форму, но в общем прерывают поток света от источника света, изменяя интенсивность света и напоминая переменную интенсивность горения в реальном очаге.
На фигуре 2 показан общий вид одного из вариантов исполнения генератора 114 водяного пара для использования в устройстве, выполненном согласно настоящему изобретению. Генератор 114 включает непроницаемый для жидкости контейнер 30, в котором при работе находится жидкость 32 (предпочтительнее, вода) и один или более ультразвуковой преобразователь 34. Ультразвуковые преобразователи известны из уровня техники и включают один или более вибратор 36, типично в форме диска, пластины, мешалки или аналогичной конструкции, которые находятся в контакте с водой 32 и передают воде ультразвуковые колебания. Работа преобразователей в жидкости вызывает кавитацию и образование пузырьков. В результате образуются облака пара. В некоторых предпочтительных вариантах воплощения конструкции в контейнере имеется ряд ультразвуковых преобразователей 34, каждый из которых имеет несколько вибраторов 36. В одном из предпочтительных вариантов исполнения конструкции имеется два ультразвуковых преобразователя 34, у каждого из которых имеется по три вибратора 36 (см. фигуру 3). В некоторых предпочтительных вариантах создается барьер или экран 35 между соответствующими ультразвуковыми преобразователями 34, с тем чтобы избежать воздействия друг на друга преобразователей 34.
Генератор водяного пара предпочтительно имеет вход 38 воздуха и выход 28. Вентилятор 26 расположен рядом со входом 38 и направляет воздух в контейнер 30. Воздух выходит из контейнера 30 через один или более выходов 28. Когда поток воздуха проходит в контейнере воздуха над поверхностью воды 32, водяной пар, образовавшийся при помощи ультразвуковых преобразователей 34, увлекается потоком воздуха и таким образом выходит из контейнера 30 через выход 28.
Обычные генераторы пара, такие, как используются при образовании тумана и в домашних увлажнителях воздуха, обычно работают на частоте менее 2 МГц, чаще при 1,7 МГц. При этой частоте размер капель образующегося пара относительно велик, так что капли тяжелые и быстро падают вниз. Этого эффекта можно избежать, используя вентилятор над имитируемым пламенем для создания восходящего потока воздуха, которым увлекается пар. Пример такой конструкции представлен на фигурах 16 и 17. Однако при этом остается тенденция для выхода капель из восходящего потока воздуха и последующего падения вниз. Изобретатель обнаружил, что при использовании генератора пара, работающего на большей частоте, например на частоте более 2 МГц, а точнее в диапазоне от около 2,4 МГц до частоты около 3 МГц или выше, размер капель влаги уменьшается. У такого пара заметно уменьшается тенденция к падению капель вниз, так что можно отказаться от использования дополнительного вентилятора над имитируемым очагом. В этом случае небольшой поток поднимающегося теплого воздуха достаточен для подсасывания пара и для его подъема и имитация пламени заметно улучшается. Подходящий поток поднимающегося теплого воздуха может образоваться при размещении одного или нескольких источников света ниже топливной подложки. Более детально эта конструкция описана ниже.
Очевидно, что по мере того, как пар образуется при помощи ультразвукового преобразователя 34 и уносится через выход 28, количество воды в контейнере уменьшается, пока количество воды 32, остающейся в контейнере, не будет недостаточным для функционирования устройства. По этой причине контейнер 30 может быть снабжен датчиком 40 минимального уровня, а также, предпочтительно, датчиком 42 максимального уровня. Подходящие датчики известны, и можно, например, использовать оптические датчики. Датчик 42 максимального уровня предназначен для того, чтобы избежать переполнения контейнера 30. Датчик 40 минимального уровня может работать несколькими способами. Например, при достижении минимального уровня воды датчик 40 может передать сигнал, в результате которого устройство 10 или определенная его часть отключатся. Например, могут быть отключены ультразвуковые преобразователи 34 или вентилятор 26. Дополнительно датчик 40 минимального уровня может подать сигнал тревоги пользователю, например видимый сигнал, такой как вспышка лампочки, или звуковой сигнал. В других вариантах конструкции датчики 40, 42 минимального и максимального уровня могут работать совместно с соответствующими средствами управления, которые автоматически пополняют запасы воды в резервуаре 30. Также в иных конструкциях могут использоваться механические средства управления, независимые от любых датчиков, которые регулируют переток воды в контейнер 30, например, из резервуара.
На фигурах 5А и 5В проиллюстрированы альтернативные способ и устройство для пополнения контейнера 30. В варианте, показанном на фигуре 5А, имеется бак 44 для хранения жидкости (преимущественно воды) большой емкости (как минимум, 5 литров). В случае если датчик минимального уровня определит, что уровень воды в контейнере 30 достиг минимума, вода из бака 44 попадает в контейнер 30. При ручном управлении датчик 40 передает соответствующий сигнал пользователю, такой как включение предупреждающей лампочки или звуковой сигнал. Пользователь затем открывает управляющий клапан 46, так что вода из бака 44 переливается в контейнер 30. Когда контейнер 30 наполнен до максимального уровня, датчик максимального уровня подает соответствующий сигнал и пользователь закрывает управляющий клапан 46. В автоматическом варианте устройство 10 также снабжено системой 48 управления, такой как электронная система управления. Когда датчик минимального уровня определит, что достигнут минимальный уровень, он дает выходной сигнал в систему 48 управления. Управляющая система, в свою очередь, открывает клапан 46, так что уровень воды в контейнере 30 поднимается. Когда датчиком 42 максимального уровня будет определено достижение максимального уровня, датчик 42 посылает выходной сигнал в систему 48 управления, в результате чего клапан 46 закрывается. В качестве варианта, датчики 40 и 42, клапан 46 и система 48 управления работают таким образом, чтобы поддерживать уровень воды в контейнере постоянным, обеспечивая непрерывный контролируемый приток воды из бака 44 в контейнер 30, который соответствует величине потерь воды в контейнере 30 в виде пара.
Например, управление клапаном 46 может обеспечить «капельную» подачу воды в контейнер 30.
Конструкция, соответствующая фигуре 5В, подобна конструкции, изображенной на фигуре 5А, и отличается тем, что водяной бак 44 не требуется. Вместо этого управляющий клапан 46 может быть подсоединен непосредственно к водопроводу 50. Может также быть обеспечен фильтр для фильтрации воды, поступающей из водопровода.
Для оптимальной работы ультразвуковых преобразователей 34 при образовании пара важно определить оптимальную рабочую глубину преобразователей 34 в жидкости 32 и поддерживать эту глубину преобразователей независимо от количества жидкости (воды) в контейнере 30. Этому вопросу отвечают варианты исполнения, проиллюстрированные на фигурах 4, а также 7А, 7В и 7С.
В варианте исполнения, представленном на фигуре 4, каждый из преобразователей 34 смонтирован на одном или более направляющем стержне 52. Преобразователь может свободно скользить вдоль стержней 52, а стержни размещены вертикально (в соответствии с конструкцией устройства 10). Преобразователь 34 выполнен достаточно плавучим, чтобы он плавал под поверхностью воды 32 на оптимальной высоте. Преобразователь 34 имеет такую конструкцию, что он может перемещаться в баке 30 только вверх и вниз благодаря своему соединению со стержнями 52. Преобразователь 34 может совершать определенные круговые движения вокруг оси направляющего стержня 52.
На фигурах 7А, 7В и 7С показан другой вариант этой конструкции, в которой ультразвуковой преобразователь 34 смонтирован в уплотненном контейнере 54. Уплотненный контейнер 54, в свою очередь, смонтирован на направляющих стержнях 52 и может свободно скользить вдоль них. Преобразователь 34 воздействует на стенку уплотненного контейнера 54 для передачи вибрации жидкости 32. Уплотненный контейнер 54, в котором размещен преобразователь 34, может первоначально иметь плавучесть (например, если его объем частично занят воздухом) или может включать внутренний или внешний поплавок 56. Плавучесть уплотненного контейнера выбирается таким образом, что преобразователь 34 располагается на оптимальной глубине в жидкости 32. Расположение преобразователей 34 в уплотненной зоне имеет то преимущество, что предотвращаются отложения на преобразователе, такие как накипь. Отложения могут негативно повлиять на работу преобразователя.
Еще одна альтернативная конструкция преобразователя 34 показана на фигурах 6А и 6В. В этой конструкции преобразователь 34, смонтирован с внешней стороны контейнера 30 и действует через стенку контейнера 30. В дополнение к исключению отложения осадков на преобразователе 34 эта конструкция позволяет легко извлекать преобразователь 34 для обслуживания, ремонта и замены, если таковые понадобятся.
Еще один альтернативный вариант монтажа преобразователя показан на фигурах 56 и 57. На фигуре 56 показано устройство 450, включающее контейнер 452, содержащий жидкость 32, которая должна образовывать пар. Устройство на фигуре 56 будет детально описано ниже. Контейнер 452 включает нижнюю поверхность 454, в которой имеется по меньшей мере одно отверстие 456. Узел 458 преобразователя размещен с уплотнением в отверстии 456, так что преобразующая поверхность 460 обращена в жидкость 32, содержащуюся в контейнере 452. Как видно, в частности, из фигуры 57, узел 458 преобразователя включает преобразующую поверхность 460, которая является верхней поверхностью диска 462 ультразвукового преобразователя. Диск 462 смонтирован в поддерживающей пластине или литой детали 464 при помощи уплотнения 466. Уплотнение выполнено из упругого материала и предотвращает протекание воды из контейнера 452. Отливка 464 закреплена на контейнере 452 при помощи подходящих средств, таких как винты 468, и еще одно уплотнение 470 (такое, как кольцевое уплотнение), выполненное, предпочтительно, из упругого материала, вставлено между отливкой 464 и корпусом 452, чтобы предотвратить протекание воды вокруг отливки. Защитная задняя пластина 472 закрывает нижнюю сторону диска 462. Электронная управляющая схема смонтирована на подузле 474, расположенном ниже узла 458 преобразователя. Эта конструкция (которая также применима к иным генераторам пара, чем показанный на фигуре 56) позволяет легко извлечь узел преобразователя для очистки, ремонта или замены. А также можно легко монтировать узел преобразователя на контейнере 452 во время сборки на заводе.
На фигуре 8 приведена иллюстрация принципов работы, описанных выше в отношении фигуры 2. Контейнер 30 содержит воду или иную жидкость 32. Два ультразвуковых преобразователя 34 расположены в воде 32. Контейнер имеет вход 38 и выход 28. Вентилятор 26 вызывает движение воздуха в контейнер через вход 38. Воздух и увлеченный им пар выходят из контейнера 30 через выход 28. На фигуре 8 показана модификация устройства 10, в которой устройство 10 снабжено датчиком 58, который определяет наличие, а также количество пара, образующегося в контейнере 30. Например, датчик 58 может быть датчиком влаги, известным в данной области техники. Датчик пара 58 обеспечивает выходной сигнал в управляющую систему 48' (которая также может обладать функциями управляющей системы 48). Управляющая система 48' может изменять скорость вентилятора 26 и/или работу преобразователей 34 для регуляции образования пара. Скорость вентилятора 26 и, соответственно, скорость потока воздуха через контейнер 30 и остающуюся часть устройства 10 определяет плотность пара и, соответственно, его ощутимую прозрачность. Например, количество пара и его непрозрачность возрастают при увеличении скорости вентилятора. Таким образом, управляющая система запрограммирована в соответствии с подходящим алгоритмом, чтобы управлять скоростью вентилятора в зависимости от количества пара на выходе, а также в зависимости от желаемого вида имитируемого горящего топлива.
На фигуре 9 показан схематический вид сверху конструкции, проиллюстрированной на фигуре 8. В проиллюстрированном варианте исполнения датчик 58 - оптический датчик, у которого блок 58' образует луч света, падающий на приемник 58''. Блок 58' может представлять собой, например, лазер. Приемник 58'' передает сигнал в систему 48' управления, который зависит от плотности пара между блоком 58' и приемником 58''. Плотность пара влияет на интенсивность света, принимаемого приемником 58'', и приемник 58'' выдает соответствующий сигнал.
На фигуре 10 показана еще одна альтернативная конструкция, в которой устройство 10 снабжено средством уничтожения инфекционных организмов, которые могут содержаться в воде 32 и, следовательно, в паре, создаваемом преобразователями 34. В проиллюстрированном исполнении указанное средство может представлять собой источник ультрафиолетового света (например, УФ-лампу) 60, который размещен таким образом, чтобы облучать поток пара.
Дальнейшие альтернативные конструкции генератора пара описаны ниже в соответствии с фигурами 39, 42, 43, 44, 56 и 57.
На фигуре 11 показана конструкция устройства в соответствии с вариантом настоящего изобретения, в котором обеспечены средства для направления пара или, точнее, порций потока пара в конкретные области топливной подложки. В этом варианте на выходе 28 генератора пара (т.е. контейнера 30) установлена направляющая 62, которая ограничивает поток пара только определенными местами топливной подложки 12. Таким образом, пар проходит через топливную подложку только в определенных точках или зонах. Это составляет преимущество при имитации образования дыма в случае горения настоящего твердого топлива, а также может дополнительно улучшать имитацию пламени. В одном из вариантов конструкции направляющая 62 пара включает множество проходов, каналов или труб 64, каждый из которых имеет диаметр или поперечный размер, который мал по сравнению с общим размером топливной подложки. Обычно проходы 64 имеют максимальное поперечное сечение 20 мм или меньше, более точно, 15 мм или меньше. Проходы 64 могут соединяться с отдельными отверстиями (если они имеются) в топливной подложке 12. Проходы могут быть изготовлены в одном или более едином блоке 66, каждый из которых имеет набор проходов 64 и имеет поэтому вид медовых сот, как показано на фигуре 11В. Направляющая 62 пара размещена, согласно варианту конструкции, представленному на фигуре 11А, непосредственно под топливной подложкой 12 и прямо над источником 16 света, который снизу подсвечивает топливную подложку 12. Таким образом, желательно, чтобы направляющая пара была изготовлена из прозрачного или полупрозрачного материала, например из наделенной соответствующими свойствами пластмассы. Хотя это и не показано на фигуре 11А, желательно иметь средства для доставки пара от выхода контейнера 28 ко входу направляющей пара.
На фигуре 20 показана конструкция, предназначенная для цветной подсветки топливной подложки устройства, выполненного в одном из вариантов исполнения согласно настоящему изобретению. Аналогичные конструкции показаны на фигурах 1 и 18. Устройство 10 включает генератор пара, описанный в одном из предыдущих вариантов исполнения, и топливную подложку 12 (см. описание, связанное с фигурой 1). Для окрашивания топливной подложки, с тем чтобы имитировать тлеющие угли, свет от источника 16 света (или из нескольких источников света) направляется на нижнюю сторону топливной подложки 12, окрашенный надлежащим образом, в основном, в красный, оранжевый, голубой и зеленый цвета, которые соответствуют настоящим цветам пламени при горении твердого топлива. Свет от источника 16 света может быть также использован для имитации языков пламени, как более детально описано ниже. Обычно источник 16 света дает белый или близкий к белому свет. Соответственно, нужны средства для придания свету нужного цвета. Эти средства - светофильтры 20а и 20b. При желании можно использовать дополнительные фильтры или фильтры других цветов. В варианте исполнения, показанном на фигуре 20, фильтр 20а - оранжевый или красный, а фильтр 20b - голубой, но и другие цветовые комбинации подпадают под данное описание изобретения. Фильтры 20а и 20b монтируются и удерживаются в кожухе 68, который имеет форму большого патрубка и используется для направления потока пара от выхода 28 генератора 14 пара к нижней поверхности подложки 12 топлива. Оранжевый/красный фильтр 20а имеет меньший размер (диаметр), чем диаметр кожуха 68, так что между внутренней поверхностью 70 кожуха 68 и боковым краем (или краями, в зависимости от конструкции) светофильтра 20а имеется зазор. Таким образом пар, полученный в генераторе 14 пара, может свободно проходить между краем фильтра 20а и стенкой кожуха 68. Фильтр 20b имеет другую конструкцию, так что он имеет по меньшей мере одно отверстие в центре. Однако по периферии он имеет твердую, непроницаемую для пара секцию, которая заканчивается вблизи от внутренней поверхности 70. Таким образом, пар может проходить через центральное отверстие (отверстия) 72 фильтра 20b. В результате использования такой конструкции пар может проходить через кожух 68, через или вокруг светофильтров 20а, 20b. Пар может достигать топливной подложки 12, в то же время разные зоны топливной подложки 12 подсвечиваются светом разного цвета. Конкретнее, наружные зоны топливной подложки 12 освещаются преимущественно светом голубого цвета, который прошел через фильтр 20b, а внутренние зоны топливной подложки 12 освещаются преимущественно светом оранжевого или красного цвета, который прошел через фильтр 20а. Могут использоваться другие цвета и элементы конструкции. Можно использовать более двух фильтров, и свет может проходить через несколько фильтров. Размеры фильтров и их окраска могут варьироваться для освещения локальных зон топливной подложки 12, необходимо лишь оставить проход для пара.
При альтернативной конструкции фильтры могут размещаться на более низком уровне и пар может направляться непосредственно под топливную подложку 12 (выше фильтров 20). Таким образом, требование к прохождению пара вокруг или через фильтры отменяется, но при этом усложняется контроль за распределением пара под топливной подложкой 12. Средство распределения пара, проиллюстрированное фигурами с 43 по 46, может исключить эту потенциальную проблему.
Источник 16 света в принципе может быть любым. Однако предпочтение следует отдать более интенсивным источникам света большей мощности, в частности ультра-ярким источникам света, таким как светодиоды. Подходящие источники света также включают в себя лампы накаливания, галогенные лампы, бихроматичные лампы, кварцевые лампы и так далее. Инфракрасные лампы могут использоваться в качестве источника (или дополнительного источника) тепла.
На фигурах 12 и 13 показана типичная конструкция источников света для использования в некоторых конструкциях устройства, соответствующих настоящему изобретению. Проиллюстрированная конструкция особенно подходит к галогенным и кварцевым лампам. В этих случаях лампы обычно монтируются в корпусе, включающем фронтальное стекло 74. Преимущественно стекло лампы 74 окрашено в цвет, подходящий для имитации горения топливной подложки. Чаще всего подходят оранжевый и красный цвета. Стекло может также местами быть окрашено в другие цвета, такие как голубой и зеленый. В качестве альтернативы или дополнения колба 76 лампы сама может быть окрашена подходящим образом при помощи полупрозрачной краски или лака, или колба может быть снабжена окрашенным рукавом 78.
Окрашенный свет также может быть получен в качестве альтернативы или дополнения с использованием ряда окрашенных источников света в диапазоне различных цветов. Например, устройство может включать в себя набор красных, желтых, оранжевых, зеленых и голубых светодиодов или набор отдельных источников света, таких как галогенные лампы, каждый с надлежащим образом окрашенным фильтром.
Еще в одном исполнении конструкции, показанном на фигуре 14, показан альтернативный способ получения окрашенного света с нижней стороны топливной подложки. В конструкции на фигуре 14 источник 16 света дает преимущественно белый свет. Над источником света расположен по меньшей мере один диск 80. Предпочтительнее иметь несколько дисков 80. Диск имеет такую конструкцию, что по меньшей мере часть его расположена на пути света от источника 16 света до топливной подложки 12. Диск или диски 80 поделены на различные участки, которые изменяют свет, проходящий выше них. Участки могут быть различного цвета, а некоторые из них могут быть бесцветными. В некоторых вариантах конструкции некоторые участки могут быть непрозрачными или частично непрозрачными. Участки могут иметь неровную поверхность, так что на них происходит рефракция света. Каждый диск смонтирован на приводе, таком как электромотор (на чертеже не показан), который заставляет диск 80 вращаться относительно источника света, так что разные области диска по очереди находятся над источником света. Таким образом можно достичь постоянной и кажущейся случайной вариации интенсивности и цвета света, освещающего топливную подложку 12 снизу.
В некоторых вариантах изобретения пар после прохождения через топливную подложку и имитации дыма и языков пламени реального очага просто выбрасывается в атмосферу. Водяной пар, разумеется, безопасен в этом отношении. Вариант исполнения этой конструкции схематично представлен на фигурах 16 и 17. Выход пара обозначен буквой D. Каждое устройство на фигурах 16 и 17 включает топливную подложку 12, генератор 14 пара и один или несколько источников 16 света, как описано здесь. Желательно, чтобы выходящий пар был невидим. В некоторых вариантах исполнения также желательно, чтобы имелся второй вентилятор 82, смонтированный на линии выхода пара, обычно в верхней части устройства. Этот второй вентилятор 82 обеспечивает подъем пара (который обычно тяжелее воздуха) от топливной подложки вместе с потоком воздуха, так что пар эффективно имитирует реальный дым и языки пламени. Тем не менее, как это обсуждается ниже, автор обнаружил, что второй вентилятор обеспечивает не самый эффективный способ имитации поднимающегося дыма.
На фигурах 15А, 15В и 15С показаны альтернативные конструкции, в которых пар, образованный генератором 14, 114 пара, подвергается рециркуляции для дальнейшего использования. В принципе, организация рециркуляции пара включает сбор пара, конденсацию пара и возвращение пара в запасенную воду 32. Конструкция, представленная на фигуре 15А, включает закрытый блок 86 с передним стеклом 84, через которое можно наблюдать имитируемый огонь. Детально генератор 14 пара, источник 16 света и топливная подложка 12 не показаны. Их описание и вид можно найти в других разделах настоящего изобретения. Уплотненный блок 86 образован верхней стенкой 88, нижней стенкой 90 и задней стенкой 92. Боковые стенки, завершающие закрытый блок, на чертеже не показаны. Имитирующее горение пространство 94 устройства (другими словами, отделение, где горит огонь, и, например, опора дымовой трубы) определяется внутренней верхней стенкой 96, внутренней нижней стенкой 98 и внутренней задней стенкой 100 и внутренними боковыми стенками (на чертеже не показаны). Внутренняя верхняя стенка 96 отделена от внешней верхней стенки 88. Между ними расположено пустое пространство 102. Аналогично внутренняя задняя стенка 100 отделена от внешней задней стенки 86. Между ними находится пустое пространство 104. Внутренняя верхняя стенка включает отверстие 106, от которого отходит труба или иной канал 108. Второй вентилятор 82 оптимально располагается в этом канале. Трубопровод 106 возвращает пар в нижнюю часть устройства, по мере прохождения пара по трубопроводу пар конденсируется. Второй конец трубопровода 106 выходит в контейнер 30 генератора пара (как показано на фигуре 15С) либо в бак для хранения жидкости (такой, как бак 44).
На фигуре 15В показан альтернативный вариант исполнения, в котором очаг, имитирующий пламя, не является закрытым блоком. В нижней части устройства размещены топливная подложка 12, генератор 14 пара и источник 16 света, как указано в других разделах описания изобретения. Над топливной подложкой 12 размещена куполообразная вытяжка 110. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения вытяжка 110 сделана из бесцветного материала (например, бесцветного пластика). В иных конструкциях может использоваться непрозрачная вытяжка, например, напоминающая металлическую вытяжку. Верхняя часть вытяжки сообщается со входом трубопровода 106'. Желательно, чтобы в трубопроводе 106' располагался вытяжной вентилятор 82. Трубопровод 106' возвращает пар в нижнюю часть устройства, при этом пар конденсируется в жидкость. Второй конец трубопровода 106' соединен с контейнером 30, или с парогенератором (см. фигуру 15С), или с баком для хранения, например с баком 44.
В иных вариантах исполнения, показанных на фигурах 15А, 15D, 15E и 15F, показано различное размещение одного или более вентиляторов. На фигуре 15D трубопровод 106 своим нижним концом соединен со входом вентилятора 26, который в свою очередь соединен со входом 38 контейнера 30. Второй вентилятор 82 расположен в начале трубопровода в непосредственной близости от отверстия 106 во внутренней верхней стенке 96. На фигуре 15Е второй вентилятор 82 отсутствует, и циркуляция воздуха и пара осуществляется только вентилятором 26. На фигуре 15F второй вентилятор присутствует, но конструкция отличается от представленной на фигуре 15D. А именно, вентилятор 26 выполнен отдельно от трубопровода 106. Таким образом, вход 38 контейнера 30 расположен отдельно от входа 116, в котором трубопровод 106 соединяется с указанным контейнером.
На фигурах 15G и 15Н представлена другая конструкция, в которой устройство монтируется на стене, предпочтительно на перегородке (не несущей стене). Верхняя часть устройства имеет форму, напоминающую металлическую вытяжку 166, которая согнута в своей верхней части 168 и проходит через стену 170. За стеной 170, невидимо для пользователя, находится возвратный трубопровод 172, который ведет к нижней части устройства. Вытяжка 166 и возвратный трубопровод 172, таким образом, составляют канал для рециркуляции пара обратно в контейнер 30 или бак 44 (смотря, что является предпочтительным). Вентилятор 82 может располагаться в вытяжке 166 или возвратном трубопроводе 172 для помощи в переносе пара. На обратном пути пар конденсируется снова в жидкость.
Хорошо известно, что многие источники света наряду со светом образуют значительное количество тепла. В отдельных вариантах исполнения настоящего изобретения типичные примеры которых показаны на фигурах 21А и 21В, это качество преобразовано в преимущество. В конструкции, показанной на фигуре 21В, генератор 214 пара, конструкция которого может, например, соответствовать генераторам 14 и 114 пара, размещен между парой источников 16 света. Конечно, более двух источников 16 света (таких, как галогенные лампы и т.п.) могут быть размещены вокруг генератора 214 пара. Тепло, выделяемое источниками 16 света, вызывает образование поднимающегося потока воздуха, который помогает в переносе пара, образованного в генераторе 214 пара вверх, придавая реализм имитации настоящего очага с твердым топливом. Фигура 21А по существу аналогична за исключением того, что генератор пара не расположен прямо между источниками 16 света. По каналу передачи 118, имеющему выход 120, передается пар от выхода 28 контейнера 30 к точке, расположенной вблизи источников 16 света (или одного источника света).
На фигурах 16 и 17 показаны отдельные примеры конструкции, описанной выше. В варианте исполнения, проиллюстрированном на каждой из двух фигур, устройство снабжено генератором 14 пара, конструкция которого описана здесь. Этот генератор пара расположен в нижней части очага, ниже топливной подложки 12. Выход пара генератора 14 пара расположен вблизи источника 16 света или нескольких источников 16 света, как проиллюстрировано на фигурах 21А и 21В. Тепло, выделяемое источником света, приводит к образованию поднимающегося потока воздуха, который помогает переносить пар в верхнюю часть устройства. Дополнительный источник тепла располагается под топливной подложкой 12, если он необходим. Вентилятор 82, расположенный в верхней части устройства, может, если это необходимо, обеспечивать восходящий поток воздуха, который переносит пар, но часто существенным оказывается тепло, образованное источником 16 света. Воздух, который был нагрет источником света и, если требуется, дополнительным источником тепла, выходит из устройства в помещение и обеспечивает определенный обогрев пространства. В качестве альтернативы, вентилятор 82 может быть заменен или являться частью вентилятора-обогревателя соответствующей конструкции, откуда теплый воздух выходит в помещение, в котором расположено устройство.
На фигурах 19А и 19В также проиллюстрирована еще одна полезная особенность, которая может быть включена в устройство, выполненное согласно настоящему изобретению. На фигуре 19А показано имитирующее пламя устройство, которое может быть расположено, например, под дымовой трубой - так называемый «вставной» очаг. Устройство включает верхнюю, нижнюю и заднюю стенки 90, 88, 92, как показано на фигуре 15А, а также генератор 14 пара, источник 16 света и топливную подложку 12, конструкция которых приведена в данном описании. Боковые стенки также присутствуют, но не показаны. Передняя стенка 122 по меньшей мере частично образована стеклянной панелью 124, через которую пользователь 126 наблюдает за имитированной топливной подложкой. Потенциальная проблема при использовании пара для имитации дыма - возможная конденсация пара на стеклянной панели. В соответствии с настоящим изобретением при использовании стеклянной панели 124 она нагрета до температуры, исключающей такую конденсацию. В одном из вариантов стеклянная панель 124 снабжена прозрачной пленкой, обеспечивающей нагрев сопротивлением. Такие пленки известны. Источник тепла при этом обладает небольшой мощностью и имеет то преимущество, что помещение, в котором располагается устройство, нагревается незначительно. В альтернативном исполнении стеклянная панель 124 нагревается потоком нагретого воздуха вдоль внутренней поверхности 128. Поток нагретого воздуха может быть образован при помощи вентилятора-нагревателя, расположенного в нижней части устройства. Теплый воздух может проходить через отверстия в топливной подложке к нижней части стеклянной панели 124.
Конструкция согласно фигуре 19В в принципе та же самая за исключением того, что устройство может стоять посередине комнаты или у стены. У устройства может быть две или более стеклянные панели. В иллюстрированной конструкции имеется четыре такие стеклянные панели 124а, 124b, 124c и 124d. Каждая панель подогревается, как описано в связи с фигурой 19А.
Как указано выше, генератор 14, 114 пара в соответствии с настоящим изобретением создает облака пара, которые перемещаются при помощи соответствующих средств через топливную подложку 12. Пар поднимается над топливной подложкой 12 и напоминает дым, возникающий в настоящем очаге. Однако имитация, достигнутая в настоящем устройстве, имеет и другие преимущества. В частности, устройство, выполненное согласно настоящему изобретению, имитирует языки пламени при помощи местного освещения пара, поднимающегося над топливной подложкой 12. Освещенный пар дает ощущение языков пламени, поднимающихся над топливной подложкой 12. Ссылка в этом отношении делается на фигуры 1, 18 и 20.
Как указано выше, генератор 14, 114 пара выдает пар через выходное отверстие 28, предпочтительнее, при помощи вентилятора 28. Предпочтительнее, чтобы пар выходил вблизи одного или нескольких источников 16 света, тепло от которых помогает в получении восходящего потока воздуха, которым уносится пар. Пар поступает через направляющую 22 пара или кожух 68 (эти термины могут быть синонимами) и через или вокруг светофильтров 20а и 20b (а также других светофильтров, если они имеются), до того как пар попадает на топливную подложку. Пар затем может направляться через направляющую пара, аналогичную направляющей 62 пара на фигуре 11В. В проиллюстрированном варианте исполнения красный или оранжевый свет попадает на внутреннюю часть топливной подложки, а голубой свет попадает на периферическую часть топливной подложки 12. Фильтры 20а, 20b и иные светофильтры могут располагаться таким образом, чтобы окрашивать разные части топливной подложки 12 в разные цвета.
В проиллюстрированном варианте исполнения (см. фигуру 1) топливная подложка 12 включает плоскую поддерживающую пластину 130, которая, предпочтительно, по меньшей мере частично прозрачна. Пластина 130 может, например, быть изготовлена из стекла или прозрачного пластика. Таким образом свет от источников 16 света, окрашенный светофильтрами 20, проходит по меньшей мере в некоторых областях через пластину 130. Пластина 130 включает большое центральное отверстие 132, над которым располагается решетка 136, содержащая имитированные куски 138 топлива. На иллюстрации показаны дрова, но это могут также быть куски угля или иного твердого топлива.
Центральное отверстие 132 располагается в пластине 130 как опция при условии, что обеспечен надлежащий путь для выхода пара, а также для света от источника света. Например, для имитации других видов твердого топлива решетка 136 и центральное отверстие могут отсутствовать и груда кусков 138 топлива может располагаться непосредственно на пластине 130. В этом случае для прохода пара имеется ряд отверстий меньшего диаметра, расположенных под кусками 138 топлива. В других вариантах конструкции имитированное топливо может быть заменено другими декоративными, эстетичными материалами, такими как камни (щебень) или стеклянные шарики.
В качестве альтернативы, пластина 130 может быть заменена пластиковой отливкой, форма и цвета которой напоминают угли, на которых размещены имитированные куски 138 топлива. В пластиковой отливке имеются отверстия для прохода пара.
В любой из вышеуказанных конструкций отверстия (включая большое отверстие, если такое имеется) расположены таким образом, что пар, проходящий через топливную подложку 12, выходит под и вокруг кусков 138 топлива, тем самым напоминая дым и или языки пламени. Отверстия расположены таким образом, что (в комбинации с другими элементами топливной подложки) они невидимы.
Ссылаясь более подробно на фигуры 1 и 18, внутренняя или центральная часть топливной подложки освещена красным или оранжевым светом для имитации реального огня. Другие области освещены голубым светом (как на иллюстрации) или светом других цветов, таких как зеленый, красный или оранжевый. Пластина 130 (либо пластиковая литая деталь) снабжена локальными отверстиями 140, через которые поднимается пар и через которые проникает свет. Таким образом, пар, проходящий через отверстия 140, местами и избирательно окрашен в красный, оранжевый, голубой или зеленый цвет (или другой подходящий цвет) при помощи света от источников 16 света и, следовательно, создавая эффект языков пламени, поднимающихся местами над топливной подложкой 12. Пар, проходящий снизу и вокруг кусков 138 топлива, освещается подобным же образом для имитации языков пламени. В отдельных конструкциях имеется средство 18 изменения плотности и цвета света, подающегося от источника 16 света, для обеспечения эффекта прерывистого или мерцающего пламени, которое образуется случайным или псевдослучайным образом (но воспринимается как случайное). Одна из конструкций таких модифицирующих свет средств 18 включает один или несколько элементов, таких как деталь 142 (фигура 1), которая движется поперек пути света от источников 16 света. Эти детали могут быть непрозрачными, частично непрозрачными или непрозрачными в некоторых областях. Обычно эти детали вращаются вокруг оси при помощи мотора. Другие возможные конструкции включают набор отражающих элементов, расположенных вокруг вала, который вращается вокруг собственной оси. В качестве альтернативы или дополнения, если имеется ряд источников света, могут использоваться средства управления для регулировки освещения, обеспечиваемого указанными источниками света, путем включения и выключения указанных источников света в определенной последовательности или путем последовательной регуляции яркости источников света. Средства, модифицирующие свет, таким образом имитируют изменение интенсивности горения, а также интенсивности и расположения языков пламени, причем свет, проходящий через локальные отверстия 140, прерывается средством 18, при этом пламя в этом отверстии как бы исчезает, когда поток света прерывается.
В предпочтительной конструкции топливной подложки участки 144 прозрачного или полупрозрачного материала, изготовленные, например, из каучука, стекла или пластика, располагаются вокруг отверстий 140. Участки 144 могут быть окрашены, например, в красный, оранжевый или голубой цвета. Эти участки освещаются светом от источников света, проходящим через локальные области пластины 130 и/или отверстия и обеспечивающим, предпочтительнее при помощи специального средства 18, эффект мерцания. Секции участков 144 могут быть покрыты или окрашены иным способом темным и/или непрозрачным материалом (например, краской), с тем чтобы усилить эффект имитации угольков. Чем больше количество темного покрытия, тем меньше эффект тлеющих угольков. Другими словами, участки 144 с большей степенью темного покрытия напоминают куски топлива на поздних ступенях горения, то есть когда куски топлива прогорели. В предпочтительном варианте исполнения, когда достигается особенно хорошая имитация очага, пропорция темных участков (в которых также может быть включена серая краска для имитации золы) может быть увеличена в зонах топливной подложки 12, расположенных дальше по радиусу от центра имитированного пламени, таким образом имитируя более холодные зоны очага с прогоревшим топливом.
На фигуре 18 показаны большое отверстие 132, расположенное над красным/оранжевым светофильтром 20а, и меньшие локальные отверстия 140, расположенные дальше от центра имитированного пламени над голубым светофильтром 20b. Куски 144 стекла или каучука, окрашенные оранжевым цветом, располагаются вблизи отверстий 140, а куски 144а темной или черной окраски располагаются непосредственно у отверстий 140. Пар, проходящий через отверстия 140, окрашен преимущественно в голубой цвет и, таким образом, напоминает небольшие языки пламени 146, которые часто можно видеть по краям горящей топливной подложки. Большие количества пара, проходящие через центральное отверстие 132, окрашены преимущественно в красный или оранжевый цвет, обеспечивая имитацию основных языков пламени 148 горящего очага.
На фигуре 22 продемонстрирована альтернативная или дополнительная технология освещения топливной подложки 12 и, в частности, освещения пара, поднимающегося над топливной подложкой 12 для имитации ощущения языков пламени. В конструкции, показанной на фигуре 22, один или более лазеров 150 или набор лазеров 152 (это могут быть лазерные диоды) установлены под топливной подложкой 12. Лазеры 150 организованы таким образом, чтобы направлять лазерный луч вверх через топливную подложку. Соответствующий лазерный луч может быть выровнен относительно локального отверстия 140, и по меньшей мере один лазерный пучок 152 может быть выровнен по большому центральному отверстию 132 ниже кусков 138 топлива в решетке 136. Лазеры дают особенно интенсивный и концентрированный луч света, который эффективно имитирует пламя и имитирует поднимающиеся искры, которые появляются периодически. Этот эффект можно наблюдать, когда луч лазера падает на пар, поднимающийся через отверстия 132, 140 в топливной подложке 12. В предпочтительной конфигурации секции 154 боковых и нижних сторон кусков 138 топлива могут быть покрыты отражающим свет материалом (таким, как фольга или лак). Лучи лазера направляются на такие секции, благодаря чему усиливается эффект искр и мерцания кусков 138 топлива. Лазеры 150, 152 управляются индивидуально или по группам соответствующим электронным управляющим устройством, так что лазеры работают в случайном, псевдослучайном или ином установленном режиме. Лазеры 150, 152 могут использоваться в качестве дополнения к источникам 16 света, описанным выше.
На фигурах 23 и 24 показана альтернативная топливная подложка для устройства, соответствующего настоящему описанию, для которой также используются лазеры. Под топливной подложкой 12 расположен кожух 68. В основании кожуха 68 установлены две полупрозрачные пластины 156а и 156b, выполненные, например, из прозрачного стекла или полупрозрачного пластика. Голубой и красный/оранжевый светофильтры 220а, 220b установлены между пластинами 156а, 156b. В альтернативной конфигурации может использоваться одна пластина 156, при этом пластина может быть окрашена в голубой и красный/оранжевый цвет или вблизи пластины расположены голубой и красный/оранжевый светофильтры. Выход 28 генератора 14 пара образован в нижней части кожуха 68 над пластиной/пластинами 156, так что пар входит в кожух 68, поднимается к топливной подложке 12 и проходит через нее. Один или более отдельный лазер 150 или пучок лазеров 152 расположен ниже пластины/пластин 156. Направляющий элемент пара 158 расположен внутри кожуха 68. Направляющий элемент пара 158 уплотнен относительно стенок кожуха 68, так что пар вынужден проходить только через отверстия в элементе 158. Элемент включает плоскую или близкую к плоской нижнюю часть 160, на которой располагаются направленные вверх формы 162, в иллюстрированной конструкции имеющие вид усеченных конусов. Также возможно использование форм другой конструкции. В верхней части форм 162 располагаются отверстия 164. Таким образом, пар, поднимающийся из кожуха 68, может проходить только через отверстия 164. Итак, пар поднимается через топливную подложку 12 в определенных местах, которые соответствуют тем точкам в топливной подложке 12, в которых необходимо имитировать дым и/или языки пламени. Обычно это нижняя часть кусков 138 топлива.
Можно оценить, что согласно варианту исполнения, показанному на фигурах 22, 23 и 24, осуществляется имитация горящего твердого топлива даже без имитации дыма, осуществляемого при помощи генератора 14 пара. Тем не менее, значительно улучшенный эффект достигается при использовании генератора 14 пара для имитации дыма и языков пламени.
На фигуре 25 показана конструкция, аналогичная представленной на фигуре 23. В этой конструкции лазеры 150, 152 не используются (но при желании могут быть установлены). Устройство включает источник/источники 16 света, генератор 14 пара, имеющий выход 28 вблизи источника 16 света. К генератору пара присоединен вентилятор 26 для обеспечения прохождения воздуха через указанный генератор 14 пара. Между двумя прозрачными пластинами 156а, b располагаются светофильтры 220а, b (голубой и красный/оранжевый) (см. фигуру 23). Указанные пластины и светофильтры расположены над источником/источниками 16 света. Вместо пластин 156а и 156b может располагаться единственная пластина 156, как описано выше. Имеется кожух 68, располагающийся между пластиной 156а и нижней стороной топливной подложки 12. Выход 28 генератора 14 пара открывается в нижнюю часть кожуха 68 над пластиной 156а, так что пар поступает к топливной подложке 12 только через кожух 68. В варианте исполнения изобретения, показанном на фигуре 25, показана решетка 136, содержащая куски 138 топлива и смонтированная над отверстием 132 в полупрозрачной пластине 130. Могут быть использованы и другие конструкции топливной подложки 12. В узел может также быть включено средство 18 модификации света, описанное выше. Обычно оно может располагаться между пластиной 156b и источником 16 света. В качестве опции может использоваться трубопровод 174, по которому осуществляется рециркуляция пара обратно в контейнер 30 генератора 14 пара или в бак 44.
Вариант осуществления изобретения, показанный на фигуре 26, аналогичен показанному на фигуре 25, но включает улучшенные средства для обеспечения выхода теплого воздуха для обогрева помещения. Принципы нагрева воздуха согласно фигуре 25 применимы также и для других вариантов конструкции. На фигуре 26 источник света расположен ниже прозрачных или полупрозрачных панелей 156а, b, между которыми закреплены светофильтры 220а, b, как указано выше. Между пластиной 156а и топливной подложкой 12 расположен кожух 68. Генератор 14 пара имеет выход 28, открывающийся в нижнюю часть кожуха 68, так что пар поступает в кожух и затем проходит вверх через топливную подложку 12. Вентилятор 26 заставляет воздух проходить через генератор 14 пара, а затем через кожух 68. Устройство, выполненное согласно фигуре 26, включает также вход 176 воздуха и выход 178 воздуха, между которыми имеется канал для прохода воздуха. Для обеспечения потока воздуха между входом 176 и выходом 178 применен вентилятор 180. Поток воздуха обеспечен таким образом, что он обдувает источник 16 света. Как упоминалось выше, источник 16 света, который в некоторых вариантах исполнения может достигать мощности 1000 Вт, производит большое количество тепла. Направляя воздух на источник света, осуществляют охлаждение этого источника и прохождение теплого воздуха в комнату для ее обогрева. Конструкция, показанная на фигуре 26, может также включать одну или несколько обогреваемых стеклянных панелей 124, которые помимо исключения конденсации пара на внутренних поверхностях этих панелей обеспечивают полезный обогрев комнаты. В конструкцию может также быть включен трубопровод 172 рециркуляции (опция) для возврата пара. В варианте исполнения вблизи входа 176 воздуха может быть размещен воздушный фильтр 182.
Для повышения эффективности устройства согласно настоящему изобретению может быть установлен теплообменник, отбирающий тепло от пара и от переносящего пар воздуха, после того как пар пройдет видимую зону.
Далее делается ссылка на фигуры 27 и 28, в особенности на фигуру 27. В этом устройстве имеется генератор пара. Пар, образованный генератором пара, получает тепло от источника 184 тепла, и/или пар смешивается с воздухом, нагретым при помощи этого источника 184 тепла. Подходящим источником тепла может быть источник света (одна или несколько галогенных или кварцевых ламп). После прохода через топливную подложку 12 нагретый воздух с содержащимся в нем паром улавливается, как описано выше, и подается (возможно, с помощью вентилятора) для рециркуляции пара через подходящую трубу в теплообменник 186. В теплообменнике от теплого воздуха и содержащегося в нем пара отбирается тепло. При этом пар конденсируется. Конденсат возвращается в генератор 14 пара или в систему подачи жидкости в генератор пара (см. стрелку С на пунктирной линии). Холодный воздух 190 поступает из комнаты и закачивается для нагрева в устройство обычно при помощи вентилятора и проходит через теплообменник 186. Тепло от нагретого воздуха и пара, прошедших через топливную подложку, передается холодному воздуху, и теплый воздух 192 выходит в комнату и обогревает ее. Дальнейшие подробности данного варианта исполнения изобретения можно видеть на фигуре 28. При этом номера компонентов соответствуют фигуре 27.
На фигуре 29 представлен вариант устройства для имитации пламени, включающий конструкцию для обогрева помещения, в которой для переноса тепла используется вода. Такая система обогрева использует нагретую воду, обычно представляющую часть «влажной» системы обогрева, в которой вода нагревается в котле или бойлере и по трубам подается в радиаторы, размещенные по всему зданию. В устройстве, выполненном согласно данному изобретению, одна или несколько труб, по которым подается нагретая вода, проходят через корпус устройства. Имеется также теплообменник, размещенный в корпусе устройства. Теплообменник является частью трубы (труб), причем он обладает увеличенной поверхностью (за счет ребер или благодаря конструкции, представленной под номером 196). Поток воздуха от входа воздуха в корпус 176 к выходу 178 осуществляется при помощи вентилятора 180. Путь воздуха между входом 176 и выходом 178 имеет такую конфигурацию, что воздух проходит над теплообменником 194 и подогревается при помощи теплообменника 194. Нагретый воздух таким образом выходит из устройства через выход 178 для обогрева комнаты. В предпочтительной конструкции один или несколько источников 16 света также расположены в потоке воздуха, чтобы, как указано в описании к фигуре 26, поток воздуха охлаждал бы источники света и увеличивал выход тепла с теплым воздухом для обогрева помещения.
На фигуре 30А показан еще один вариант имитированного очага согласно настоящему изобретению, включая средства для рециркуляции пара, образованного в генераторе пара. В иллюстрированном варианте исполнения устройство включает корпус, имеющий вход 200 воздуха и выход 202 воздуха. Устройство включает в себя генератор 14 пара, вентилятор 26, источник 16 света и топливную подложку 12 в любой ранее описанной форме. Корпус включает переднюю стеклянную панель, через которую можно наблюдать за топливной подложкой. Стеклянная панель - предпочтительно обогреваемая панель 124. Корпус 198 включает внутренние разделительные стенки 204, 206, которые делят внутреннее пространство на отдельные области, причем первая область 208 включает топливную подложку 12 и может наблюдаться, а вторая область 210 не может наблюдаться. Этот аспект конструкции практически тот же, что и показанный на фигуре 15А. Таким образом, пар, полученный в генераторе 14 пара, подается на топливную подложку 12 и поднимается над топливной подложкой 12, имитируя дым и языки пламени. Пар может подниматься вместе с потоком теплого воздуха, идущего от источника 16 света. В верхней части устройства желательно иметь вентилятор 82, чтобы перемещать пар и несущий пар воздух вверх в пустое пространство над стенкой 204. Устройство включает также конденсатор 209, обычно располагающийся в пустом пространстве 210. Конденсатор 209 служит для охлаждения пара и конденсации его обратно в жидкость. Сконденсированная жидкость перемещается затем обратно в контейнер 30 генератора пара или в бак 44 по подходящему каналу 211, который представляет собой трубку относительно небольшого диаметра.
На фигуре 30В показан вариант стоящего отдельно очага, который может располагаться в комнате посреди помещения, на расстоянии от стен. Устройство включает опору 212, в которой располагаются такие функциональные компоненты, как генератор 14 пара, источник 16 света, вентилятор 26, фильтры 20, 220 и т.п., и на которой размещена топливная подложка 12. Над топливной подложкой располагается куполообразная крышка 214, цель которой преимущественно эстетическая. Но также она служит для минимизации выхода пара в открытое пространство и для контроля перемещения пара преимущественно вверх. Над крышкой 214 располагается имитированная дымовая труба 216. Крышка 214 может быть (но не обязательно) прозрачной. Дымовая труба 216 предпочтительно непрозрачная и окрашена таким образом, чтобы напоминать металл (например, сталь). Вентилятор для передвижения пара вверх и конденсатор расположены в дымовой трубе 216. Канал для перемещения вниз сконденсированной жидкости проходит внутри дымовой трубы 216. В предпочтительном исполнении крышка 214 имеет дверцу 218 для контроля за топливной подложкой или для технического обслуживания компонентов опоры 212. Рама 222 дверцы или вырез имеет такую форму, чтобы разместить канал перемещения сконденсированной жидкости к генератору 14 пара, так чтобы указанный канал был невидимым.
Как описано, топливная подложка 12 проиллюстрированного варианта исполнения изобретения содержит определенное количество имитированных дров 138, уложенных в решетку 136. Тем не менее, описание также применимо к топливной подложке 12, содержащей другое твердое топливо, такое как уголь, торф и т.п. В проиллюстрированном варианте исполнения дрова 138 уложены вместе, предпочтительно в заранее определенной комбинации, чтобы лучше напоминать очаг с твердым топливом. Для исполнения дров 138 могут использоваться различные материалы, применение которых известно в данной области техники. Например, в данной области техники используется литой полиуретан или другой вспененный материал. Может быть использован окрашенный или бесцветный каучукоподобный материал. Отливки образуют дрова 138 подходящей формы, после чего их окрашивают или иным образом придают им цвет, так чтобы они напоминали реальные дрова. Дрова 138 должны быть по меньшей мере отчасти прозрачными или прозрачными в определенных областях, чтобы улучшить эффект горения дров при подсветке снизу. Дрова 138, выполненные согласно данному изобретению, имеют такую форму, чтобы напоминать реальную груду дров в настоящем очаге, как показано на фигуре 31. Предпочтительнее, конечно, чтобы форма соответствующих дров была тщательно выбрана. При этом они безопасно прилегают друг к другу в надлежащем порядке и производят реалистичное впечатление.
В предпочтительном варианте исполнения данного изобретения по меньшей мере некоторые дрова 138 состоят из двух частей, таких как верхняя и нижняя части или передняя и задняя части. Одна часть 414 полена 12 показана на фигуре 32, и передняя и задняя части 414, 416 показаны вместе на фигуре 33. Соответствующие части 414, 416 соединены вместе таким образом, что полено 138 кажется единым. Это означает, что соединение различных частей между собой невидимо. Части 414 и 416 могут соединяться между собой любым подходящим способом. В проиллюстрированном примере (фигура 33) сочетающиеся элементы выполнены в соответствующих частях 414, 416. Часть 414 имеет ряд выступов 414а, а часть 416 имеет ряд выемок 416а, в которые устанавливаются выступы 414а. В ином исполнении части 414 и 416 могут быть склеены между собой.
В альтернативном варианте исполнения изобретения по меньшей мере некоторые полена 138 являются едиными, то есть могут быть изготовлены как одна деталь. Полено, имеющее единую конструкцию 514, представлено на фигуре 37.
Предпочтительнее, чтобы в дровах были использованы оптические волокна для лучшей имитации реального пламени. Концы 418 оптических волокон 420 выходят на поверхность сборных дров 138 таким образом, что концы волокон 118 и свет, выходящий из этих концов волокон, были видимы. Этот эффект осуществим как для конструкции полена, состоящего из двух частей, так и для конструкции из одной части.
Если ссылаться на фигуру 34, оптические волокна 420 собраны в пучок 422 и объединены на одном конце 424 любым подходящим способом, например при помощи детали, выполненной из каучука. Как более детально будет описано ниже, конец 424 будет расположен вблизи источника 426 света. Оптические волокна 420 являются, конечно, гибкими. Если поленья 138 имеют конструкцию, состоящую из двух частей, волокна расположены под внутренней поверхностью 428 частей 414, 416 полена (т. е. под поверхностью, которая невидима после сборки полена 138 из частей 414 и 416), так что волокна проходят до определенных точек на наружной поверхности частей 414, 416 или вблизи нее. См. фигуры 32 и 33. Полено 138, собранное из частей 414, 416, может иметь полую внутреннюю часть, и оптические волокна 420 могут располагаться любым образом в пределах этой полости. Таким образом, волокна 420 оканчиваются на или возле внешней поверхности полена 138 и во время его изготовления могут быть укорочены до подходящей длины, если это необходимо. Также, если необходимо, оптические волокна закрепляются в нужном месте при помощи клея, проволочных скоб, штифтов, клейкой ленты и т.п. При сборке полена 138 из частей 414, 416 оптические волокна 420 зажимаются между соответствующими частями 414. Поэтому оптические волокна 420 сами невидимы. В то же время их концы 418 надлежащим образом видимы в соединении частей 414 и 416, чтобы излучаемый ими свет воспринимался непосредственно. Если это желательно, при помощи данного света может освещаться дым, поднимающийся над топливной подложкой, для имитации языков пламени, как показано на фигуре 36. Части 414 и 416 могут быть сконструированы таким образом, чтобы полено 138 имело сложную внешнюю поверхность, включая впадины и выступы, чтобы оно больше напоминало реальное полено. Оптические волокна 420 могут располагаться таким образом, чтобы их концы фиксировались по отдельности. Также их концы могут быть сгруппированы, чтобы создать области с повышенной интенсивностью света, например в указанных впадинах или в указанных выступах. В месте, где волокна 420 имеют концы 418 во впадине полена 138, оптические волокна 420 могут выходить за поверхность полена 138 (то есть поверхность частей 414 и 416). Учитывая, что полено 138 предназначено для размещения в определенной ориентации, только концы волокон могут быть видимы.
С одной стороны одной из частей 414, 416, которая невидима, когда полено установлено на топливной подложке, имеется отверстие 430, через которое проходит пучок оптических волокон 420. Соответственно, конец 424 пучка 422 оптических волокон 420 может монтироваться в отверстии 430. Как показано на фигуре 35, конец 424 пучка 422 оптических волокон может также проходить через соответствующее отверстие в подложке тлеющих угольков (если такое отверстие имеется). Отверстие и конец 424 пучка волокон могут иметь такие размеры, чтобы плотно подходить друг к другу, так чтобы после сборки полено 138 фиксировалось в нужном положении на топливной подложке.
Если полено 138 имеет единую конструкцию, то оптические волокна альтернативно выходят на внутреннюю поверхность 528 (то есть поверхность, невидимую, когда полено будет смонтировано для использования). Отсюда оптические волокна могут проходить по или возле наружной поверхности 514 полена 138 к нужным для освещения точкам. Оптические волокна 420 могут прокладываться по любому пути вдоль внутренней поверхности. Оптические волокна 420 оканчиваются на или вблизи наружной поверхности полена 138, и во время изготовления они могут быть обрезаны до нужной длины, если это необходимо. Если требуется, оптические волокна могут быть закреплены в нужном месте любыми подходящими средствами - при помощи клея, проволочных скоб, штифтов, клейкой ленты и т.п. При монтаже на топливной подложке поленья 138 монтируются и ориентируются таким образом, чтобы оптические волокна 420 были невидимы. В то же время их концы 418 должны достаточным образом выступать на краях внешней поверхности массивной части 514, чтобы их свет видел зритель. Если требуется, дым должен освещаться таким образом, чтобы создавать эффект языков пламени. Оптические волокна 420 располагаются на внутренней поверхности 528 так, чтобы их концы были относительно изолированы либо чтобы несколько концов 418 соединялись вместе, чтобы освещать более интенсивно отдельные области, такие как впадины и выступы.
Конец 424 пучка 422 волокон 420 находится в непосредственном соседстве с источником 426 света. Когда источник света включен, свет выходит через концы 418 оптических волокон и может наблюдаться. Предпочтительнее, чтобы имелись средства для изменения во времени цвета и интенсивности света, получаемого оптическими волокнами 420. Если используемый источник света - обыкновенный источник белого или близкого к белому света, такой как стандартная лампа накаливания или галогенная лампа, фильтр 434 может располагаться между источником 426 света и концом 424 оптических волокон 420. В проиллюстрированном примере фильтр представляет собой полупрозрачный диск, который содержит области различного цвета, такого как оранжевый, желтый, красный, зеленый и голубой (то есть цвета, близкие к естественным цветам пламени). Эти области последовательно подвергаются освещению источником 426 света. Диск вращается вокруг своей оси 436 при помощи надлежащего привода (на чертеже не показан), например, электромотора. В альтернативной конструкции источник 426 света смонтирован внутри полупрозрачного цилиндра, который имеет области различного цвета. Вращение цилиндра вокруг своей оси заставляет области различного цвета проходить между источником света и концом 424 оптических волокон 420. Таким образом, цвет света, падающего на конец 424 оптических волокон 420, изменяется. Соответственно изменяется и цвет света, выходящего из концов 418 оптических волокон. Диск 434 или цилиндр могут включать непрозрачные области или области, более или менее прозрачные для света, так что интенсивность света, падающего на конец 424 оптических волокон 420 и излучаемого с концов 18, изменяется.
Также для изменения интенсивности света, падающего на конец волокон 424, могут использоваться механические средства. Как хорошо известно из данной области техники, так называемые «вертушки» могут монтироваться над лампой накаливания. Вертушки представляют собой диски с отверстиями, которые свободно вращаются вокруг своей оси. Поднимающийся от источника света теплый воздух заставляет вертушки вращаться. В иной конструкции вал, на котором располагается несколько радиальных полос из соответствующего материала, может монтироваться между источником 426 света и концом 424, при этом вал вращается вокруг своей оси при помощи надлежащего средства, например мотора.
В альтернативной конструкции конец 424 пучка 422 оптических волокон может располагаться вблизи светодиода или группы светодиодов. В этом отношении особенно подходят ультраяркие светодиоды. Если имеется группа светодиодов, в эту группу предпочтительнее включать светодиоды различного цвета. Светодиоды предпочтительнее регулировать при помощи электронного управляющего устройства, так чтобы достигать изменения интенсивности и цвета света, падающего на конец 424 оптических волокон 420.
Необязательно, чтобы источник света непосредственно прилегал к концу 424. Может быть удобным, например, использовать одно или несколько зеркал, чтобы направить свет на конец 424 пучка 422 оптических волокон 420.
Чтобы обеспечить дальнейшее изменение цвета и/или интенсивности света, наблюдаемое на концах 418 оптических волокон 420 данного полена 138, может иметься несколько пучков 422 оптических волокон 420. Каждый пучок может иметь свой источник 426 света и конструкцию для изменения интенсивности и цвета указанного света.
Хотя в описании имеется ссылка на полено 138, имеющее единое тело 514 или две независимые части 414, 416, возможны другие конструкции, которые дают тот же или похожий результат. Например, подложка из угольков может иметь локальную форму и цвет, напоминающие первую (обычно нижнюю) часть полена. При этом вторая часть (414 или 416) изготавливается отдельно и монтируется непосредственно на подложку из угольков, чтобы сформировать полено 138. В этом случае оптические волокна 420 устанавливаются между частью 414 (416) и подложкой из угольков. Также части 414 и 416, формирующие полено 138, необязательно должны иметь одинаковый размер. Например, верхняя часть 414 может составлять основную часть полена, а нижняя часть 416 - меньшую часть. Также полено, представленное в описании, не обязательно состоит из двух частей. Верхняя часть 414 может образовывать основную часть полена 138 с внешней поверхностью между передней и задней частями полена, которая является видимой, как расположенную на подложке с угольками. При этом две или более части 416 формируют только торцевые поверхности полена 138. Оптические волокна 420, тем не менее, по-прежнему проложены между частями 414 и 416 полена. Любая область частей 414 и 416, которая невидима, не должна иметь форму и цвет, напоминающие полено. Например, нижняя зона части 416 может иметь простую, не декорированную поверхность, соответствующую лежащему ниже полену или подложке из угольков.
Использование оптических волокон дает улучшенную имитацию горения также и другого твердого топлива, например угля, торфа и так далее.
На фигуре 38 представлен типичный пример имитированного очага в форме традиционного камина 229. Камин имеет внешний корпус 230, который включает верхнюю стенку 230А, боковые стенки 230В и 230C, заднюю стенку 230D, пол 230Е и переднюю стенку 230F. Передняя стенка 230F выполнена таким образом, что напоминает остекленные панели 230G обычного камина, через которые можно наблюдать имитированное пламя. Панели 230G могут быть выполнены из стекла, прозрачного пластика или подобного материала. Корпус 230 может быть выполнен из подходящего материала - металла, пластмассы, дерева, ДСП и т.п., и окрашен надлежащим образом, например в черный цвет, так чтобы он напоминал сделанный из чугуна камин. Корпус 230 опирается на ножки 230Н, так чтобы между его полом 230Е и полом комнаты, на котором располагается камин 229, оставался зазор.
На фигуре 39 показаны (на примере) компоненты устройства для имитации пламени, расположенные в камине 229. Устройство для имитации пламени, показанное на иллюстрации, может быть изготовлено другим образом, например как «встроенный» очаг.
Устройство для имитации пламени включает имитированную топливную подложку 232, которая на иллюстрации включает несколько имитированных поленьев 234, расположенных на подложке из угольков 236 и поддерживаемых имитированной решеткой 238. Топливная подложка 232 может быть образована кусками другого имитированного топлива, например угля. В других конструкциях могут использоваться другие материалы для достижения другого эффекта. Например, для более современного эффекта топливная подложка может включать в себя камни и, в частности, щебень или стеклянные шарики, шарики из пластмассы или каучука и иные материалы. Топливная подложка расположена таким образом, чтобы зритель мог ее видеть в камине 229 через остекленные панели 230G. Топливная подложка 232 смонтирована выше источника света и генератора пара и совместно с нижней частью передней стены 230F выводит их из поля зрения пользователя.
Узел освещения и генерации пара включает в себя по меньшей мере один источник 240 света (и, предпочтительнее, более одного источника света, точнее, от 2 до 8 источников). Еще точнее, от 3 до 6 источников света и, еще точнее, 4 источника света, по меньшей мере одну направляющую 242 воздушного потока, дополнительный вентилятор 244 и генератор 246 пара. Генератор 246 пара включает в себя узел генератора пара 254 и резервуар 256 для жидкости. Пол корпуса 230 снабжен входными жалюзи 248, а задняя стенка 230D снабжена жалюзи выхода 250 воздуха. Может быть в наличии вентилятор 252 для циркуляции воздуха в корпусе 230. Позади топливной подложки 232 имеется непрозрачная панель 258, чтобы такие компоненты, как резервуар 256, были невидимы. Между верхним краем панели 258 и верхней стенкой 230А имеется зазор для прохода 258А воздуха. Панель 258 может, например, быть черной, либо на нее может быть нанесен определенный узор, например, в виде кирпичей. Непосредственно под топливной подложкой 232 расположен узел 260 распределения пара, который более детально будет описан ниже.
Итак, работа устройства для имитации пламени проходит следующим образом. Вода подается из резервуара 256 в узел 254 генератора пара. Водяной пар поступает предпочтительно напрямую из узла 254 генератора пара в узел 260 распределения пара. Воздух поступает в корпус 230 через жалюзи 248 в качестве опции при помощи вентилятора 244 и поднимается мимо источников 240 света в узел 260 распределения пара. Источники 240 света создают достаточное количество тепла, а также света, и создаваемое тепло обеспечивает поднимающийся поток воздуха. Поднимающийся поток воздуха несет водяной пар через топливную подложку 232, так что пар поднимается выше топливной подложки 232. Пар частично подсвечивается источниками 240 света и создает реалистичную имитацию языков пламени 262. Воздух и пар циркулируют в корпусе 230 в качестве опции при помощи вентилятора 252. Поток воздуха с увлекаемым паром выходит из корпуса 230 через жалюзи 250. В качестве альтернативы водяной пар рециркулирует для последующего использования.
На фигуре 40 показан вид спереди устройства для имитации пламени. На нем видна топливная подложка 232, смонтированная на решетке 238 над генератором 246 пара. Как видно из фигур 40 и 41, имеется две направляющие воздушного потока, смонтированные с обеих сторон от узла 254 генератора пара. Направляющие 242 воздушного потока расположены ниже топливной подложки, и каждая включает два источника 240 света. Может быть иное число источников света. Предпочтительные источники света - галогенные лампы мощностью от 25 Вт до 50 Вт, типично 35 Вт. Источник 240 света предпочтительно снабжен цветным светофильтром, или непосредственно на источник света может быть нанесен лак, краска или пленка. Может также иметься отдельный полупрозрачный цветной компонент, при помощи которого окрашивается свет, идущий от источника света. Предпочтительнее, конечно, цвета, характерные для пламени. Типичными цветами являются красный, оранжевый, голубой и, возможно, зеленый. Различные источники света могут давать свет различного цвета. Каждый источник света дает относительно узкий луч света, так что области топливной подложки 232 локально подсвечиваются или в конкретной области ярче подсвечиваются. При этом свет может проникать в локальные зазоры в топливной подложке.
На фигурах 40 и 41 показаны входные жалюзи 248, которые предпочтительно расположены под открытыми нижними областями направляющих 242 воздуха. Входные воздушные жалюзи могут включать экраны для света, которые предотвращают прохождение света из корпуса 230 через жалюзи 248. На фигуре 40 также показано, что топливная подложка может включать дополнительную зону 264, которая лежит над узлом и вокруг узла 260 распределения пара. Таким образом узел распределения воздуха 260 не виден зрителю. Зона 264 может также напоминать золу, которая реально расположена по краям реального очага. В альтернативных конструкциях топливная подложка 232 может быть выполнена за одно с узлом 260 распределения пара. В качестве опции в каждой воздушной направляющей 242 имеется вентилятор 244. Может также отсутствовать необходимость в вентиляторах 244, если имеется достаточный восходящий поток, например, если воздух достаточно нагревается при помощи источников 240 света. В предпочтительной конструкции вентиляторы 244 отсутствуют. Каждый источник света выровнен с проходом для потока 266, выполненным в узле 260 распределения пара.
На фигуре 42А более детально изображена конструкция одного из предпочтительных вариантов узла 254 генератора пара. Узел 254 включает корпус 268, изготовленный из подходящего материала, предпочтительно пластмассы, в котором размещены или смонтированы раздельные компоненты узла 254 генератора пара. Узел генератора пара соединен с резервуаром 256 (не показан на фигуре 42А) при помощи соединительной зоны 270 корпуса 268. Резервуар 256 может быть удален для пополнения запасов воды (или другой подходящей жидкости). На фигуре 42В детально показано подходящее соединение 272 между резервуаром 256 и корпусом 268 узла 254 генератора пара. Резервуар 256 имеет части 274А стенок 274, которые определяют выходное отверстие 276. Внешние края частей 274А стенок снабжены резьбой. Имеется крышка 278 с соответствующими краями с резьбой 278А, при помощи которых крышка 278 соединяется с резервуаром 256 и закрывает отверстие 276. В крышке 278 смонтирован клапан 280, который включает линейно перемещающийся запирающий элемент 280А клапана, который поджимается к седлу 280В клапана при помощи поджимающего средства 280С, такого как пружина. В закрытом положении, в котором запирающий элемент 280А клапана поджат к седлу 280В клапана, клапан 280 закрыт и жидкость не может проходить через него. Однако запирающий элемент 280А клапана включает нижнюю часть 280D, которая сконфигурирована таким образом, чтобы входить в контакт с выступающей вверх частью 270А корпуса 268, когда резервуар 256 и корпус 268 соединены вместе. Таким образом, когда резервуар 256 соединен с корпусом 268, выступ 270А заставляет двигаться вверх запирающий элемент 280А против действия пружины 280С. Запирающий элемент 280А, таким образом, отжимается от седла 280В, и жидкость может течь из резервуара 256 вокруг запирающего элемента 280А в корпус 268 узла 254 генератора пара. Клапан 280 предназначен для поддержания близкого к постоянному объема жидкости в узле генератора пара. Предпочтительнее, чтобы глубина воды в узле генератора пара поддерживалась на уровне ±10 мм от желательной глубины.
Далее, корпус 268 включает один или более (предпочтительнее, по меньшей мере два) ультразвуковых преобразователя 34 (или 34') описанного выше типа. Преобразователи 34 разделены экраном 35, помещенным между соответствующими ультразвуковыми преобразователями. Каналы 35' соединяют полости по разные стороны экрана 35 и допускают перетекание жидкости 32. Преобразователи размещены в воде либо иной жидкости 32, подаваемой из резервуара 256. При работе преобразователи 34 образуют пар (обычно водяной пар) в корпусе в пространстве 282 над жидкостью 32. Работа узла 254 генератора пара приводит к потреблению жидкости 32. При этом жидкость пополняется из резервуара, пока резервуар 256 не будет пустым. В этом случае уровень жидкости 32 в корпусе 269 будет падать. Управляющий переключатель 284 выключает ультразвуковые преобразователи 34, когда уровень жидкости 32 упадет ниже заранее определенного уровня. Может использоваться любой подходящий управляющий переключатель. В примере на фигуре 42А переключатель 284 включает поплавок 286, который поднимается и опускается на колонне 288 в соответствии с уровнем жидкости. Поплавок 286 несет магнит, который открывает язычковое реле 290, когда уровень жидкости падает ниже определенной величины, так что преобразователи 34 отключаются.
Корпус 268 далее включает вентилятор 292, который закачивает воздух в корпус 268. Воздух выходит из вентилятора 292 через выход 294. Отметим, что выход 294 направлен от преобразователей 34. Итак, поток воздуха отражается от прилегающей стенки корпуса 268 в центр корпуса. Таким образом, достигается относительно размытый поток воздуха, несущего пар из генератора пара. Верхняя часть корпуса 268 закрыта узлом 260 распределения пара, который может быть выполнен за одно с корпусом 268 или может быть выполнен отдельно от него. Воздух и пар вносятся в узел 260 распределения пара через вход 296 и выходят из него через проходы 266. Потоки воздуха и пара в корпусе 268 показаны на фигуре 43. Потоки воздуха показаны стрелками 298А, а пара - завитками 298В.
Дальнейшие детали конструкции узла 260 распределения пара показаны на фигурах 45 и 46. Узел 260 распределения пара включает верхнюю стенку 260А, нижнюю стенку 260В и боковые стенки 260С, 260D, 260E и 260F, которые вместе образуют камеру 300. Нижняя стенка 260В включает отверстия 266В для входа воздуха, а верхняя стенка 260А включает выходные отверстия 266А воздуха и пара. Верхняя и нижняя стенки узла распределения пара предпочтительнее полупрозрачны и могут быть окрашены в соответствующие цвета, предпочтительнее в красный и оранжевый. Каждое выходное отверстие 266В выровнено по отношению к входному отверстию 266А. Воздух входит в узел 260 распределения пара из направляющих 242 воздушного потока через входные отверстия 266В. Смесь воздуха и пара входит в узел распределения пара из узла 254 генератора пара через вход 296. Узел 260 распределения пара включает внутренние стенки или экраны 302, 304, которые расположены таким образом, чтобы достичь равного распределения пара к каждому выходу 266А или чтобы достичь неравного распределения пара по выходам 266А в зависимости от конкретного требуемого эффекта пламени.
Фигуры 47, 48, 50, 51 и 52 иллюстрируют связь между источниками 240 света, узлом 260 распределения пара и отверстиями прохода 266 потока. Каждый проход 266 потока включает в себя входное отверстие 266В и выходное отверстие 266А. Каждый проход 266 потока имеет соответствующий источник 240 света. Источник 240 света расположен в направляющей 242 воздуха и размещается под входом 266В. Между источником 240 света и краем стенки 260В, который определяет вход 266В, имеется зазор, который определяет канал для потока воздуха вокруг источника света в узел 260 распределения пара. Тепло от источников 240 света вызывает тягу, которая поднимает воздух через направляющие 242 воздушного потока и через входы 266В. Воздух, нагретый источниками света, продолжает подниматься и выходит из узла распределения пара через выходы 266А. Проходя через узел 260 распределения пара, поднимающийся воздух, нагретый источником 240 света, подхватывает пар в пределах узла 260 распределения пара и уносит захваченный пар через выходы 266А. Движение воздуха вверх может поддерживаться вентиляторами 244, если это необходимо, но предпочтительнее, чтобы источники света были единственным средством образования восходящего потока воздуха. Воздух и захваченный им пар выходят через выходы 266А и проходят в зазорах, образованных в топливной подложке 232, например между отдельными кусками имитированного топлива, и поднимаются над топливной подложкой. Поскольку пар, увлекаемый восходящим воздухом, частично непрозрачен, он может напоминать клубы дыма, поднимающиеся над топливной подложкой 232. Однако, что более важно, подсветка поднимающегося пара источниками 240 света придает пару определенный цвет (зависящий от цвета источника света). При этом освещенный пар напоминает языки пламени, поднимающиеся над топливной подложкой. Естественное движение освещенного пара весьма напоминает языки пламени, и достигается отличная имитация пламени. По мере того как пар рассеивается, эффект подсветки источниками 240 света исчезает, так что языки пламени имеют естественную высоту.
Чтобы достичь оптимального восходящего потока воздуха от источников 240 света, было обнаружено, что вход 266В должен иметь такой размер, чтобы он был несколько больше, чем размер прилегающего источника света. Характерный размер зазора 306 составляет от 5 мм до 25 мм, предпочтительнее от 10 мм до 20 мм и еще точнее 15 мм. Таким образом, в предпочтительной конструкции, в которой как вход 266В, так и источник 240 света имеют круглую форму, диаметр входа 266В приблизительно на 30 мм больше, чем диаметр источника 240 света. Размер выхода 266А несколько меньше, чем размер входа 266В. Характерно, что размер выхода 266А такой же или чуть-чуть больше, чем размер источника 240 света. Например, выход 266А может иметь диаметр, который на 5 мм больше, чем диаметр источника 240 света. Таким образом, поднимающийся пар ограничен зоной, подсвеченной источником света, и имитация пламени является более естественной.
На фигурах 55А, 55В и 55С иллюстрируется распространение пара на различных конфигурациях генератора пара. На фигуре 55А показано типичное распространение пара из генератора пара, работающего на частоте около 1,7 МГц. Можно видеть, что пар V имеет тенденцию опускаться практически немедленно после того, как он выходит из генератора пара VG1, поскольку размер капель пара относительно велик, и капли поэтому достаточно тяжелые. Таким образом, имитация языков пламени при помощи пара, генерируемого на этой частоте, менее эффективна, и обычно требуется присутствие вентилятора над генератором пара, чтобы обеспечить достаточный восходящий поток воздуха, увлекающий пар. На фигуре 55В показано типичное распространение пара из генератора пара, работающего на частоте 2,4 МГц и большей. Видно, что пар V намного «легче», поскольку размер капель намного меньше, поэтому пар лучше поднимается и не опускается сразу же после выхода из генератора пара VG2. На фигуре 55С схематично показана конструкция, у которой генератор пара VG3, работающий на частоте 2,4 МГц и выше, сочетается с источником света LS. Источник света LS создает тепло и вызывает восходящий поток нагретого воздуха, обозначенный стрелками Н. Пар V увлекается поднимающимся воздухом и уносится вверх и остается в луче источника света LS. Таким образом, конструкция, показанная на фигуре 55С, является предпочтительной согласно настоящему изобретению изобретения.
Как было указано в отношении фигуры 40, топливная подложка 232 может распространяться или иметь дополнительную зону 264, которая расположена над и/или вокруг пограничной зоны узла 260 распределения пара, при этом узел распределения пара невидим. Конструкция также показана на фигурах 48 и 49. На фигуре 48 также показано, что топливная подложка 232 может включать относительно поднятые зоны, имитирующие, например, прогоревшие или горящие угольки и золу, при этом поднятые зоны расположены вокруг выходов 266А узла 260 распределения пара, и они могут слегка перекрывать выходы 266А. При этом края выходов 266А (а предпочтительнее, выходы 266А целиком) невидимы.
Время от времени при работе устройства, показанного на фигурах от 38 до 54, необходимо заменять колбы ламп 240, поскольку эти колбы имеют ограниченный срок службы. Срок службы галогенной лампы - около 2000 часов. Чтобы лампы 240 можно было заменить, устанавливается доступ к ним. В конструкции, проиллюстрированной на фигурах 48 и 49, топливная подложка 232 присоединяется или монтируется на узле 260 распределения пара, чтобы они вместе образовывали единый блок. Генератор пара размещен на корпусе, образующем воздушные направляющие 242 при помощи сочетающихся деталей на корпусе 242 и узле 260 распределения пара. В проиллюстрированном примере узел 260 распределения пара снабжен набором направленных вниз штифтов 308, которые входят в отверстия 310, сделанные в направляющем поток корпусе 242. Узел 260, распределяющий пар, таким образом надежно и аккуратно размещен в своем положении, но может быть снят вместе с топливной подложкой 232, чтобы обеспечить доступ к лампам 240, если лампа 240 перегорела и требует замены.
На фигурах 53 и 54 показан пример имитирования пламени, включающий устройство для имитации пламени, соответствующее данному изобретению. Имитированный очаг 322 включает корпус 324, который в проиллюстрированном варианте исполнения опирается на цоколь 326. Корпус 324 включает верхнюю стенку 328, боковые стенки 330А и 330В и переднюю стенку 332. Топливная подложка 12, 232 расположена внутри корпуса 324, и рабочие компоненты устройства имитации пламени, такие как источники света и генератор пара, расположены ниже топливной подложки 12, 232 и скрыты от зрителя. Корпус 328 далее включает косо расположенные передние панели 334, прикрепленные на петлях на стороне 326, так что они могут открываться вручную или автоматически в положение, показанное на фигуре 54. Также возможна другая конструкция панелей 334. В качестве примера, они могут быть параллельны передней стенке 332. На панелях 334 расположены излучающие источники 338 тепла. Может использоваться любой излучающий источник тепла. В качестве примера можно привести инфракрасные излучающие элементы и излучающие элементы в виде кварцевых трубок. При открытии панелей 334 также открывается доступ к резервуару (резервуарам) 356, в котором содержится жидкость для генератора пара. Таким образом в случае необходимости можно пополнить запас жидкости в резервуаре. В качестве варианта данной конструкции панели 334 имеют стержни в центре их верхней части и нижние ребра, вокруг которых они могут вращаться. Таким образом, когда панели повернуты для открывания источников 338 тепла, резервуары 356 невидимы. Тем не менее, может быть обеспечен доступ к резервуарам 356 при повороте панелей 334 примерно на 90 градусов. Конструкция корпуса 324 с панелями 334 такова, чтобы скрыть источники тепла, когда они не используются. Она также, разумеется, применима к другим элементам устройства для имитации пламени, не только к приведенным в данном описании. Также электрический очаг согласно данному описанию может иметь другие источники тепла, например обычные нагреватели-вентиляторы.
Ссылаясь теперь на фигуры 56 и 57, проиллюстрируем другой предпочтительный вариант конструкции устройства 450 в соответствии с настоящим изобретением.
Устройство включает имитированную топливную подложку 232, которая в данном примере содержит набор имитированных поленьев 234, опирающихся на имитированную подложку с угольками 236 и поддерживаемых имитированной решеткой 238. Топливная подложка 232 в качестве альтернативы может быть сформирована другими видами имитированного топлива, в частности имитированными кусками угля. В других вариантах конструкции для достижения различного эффекта могут использоваться различные материалы. Например, для достижения более современного эффекта топливная подложка может состоять из камней или щебня, из стеклянных шариков или пластмассовых и каучуковых шариков и тому подобных материалов. Топливная подложка 232 устанавливается в таком положении, чтобы она была видима пользователю электрического очага. Топливная подложка 232 монтируется над узлами освещения и генерации пара, как описано ниже, и заслоняет последние от взгляда зрителя.
Устройство 450 включает резервуар или бак 476, который содержит запас жидкости, подлежащий испарению. Резервуар 476 соединен с генератором 478 пара при помощи узла 480, аналогичного узлу клапана 280 (фигура 42В). Генератор 478 пара включает контейнер 452 и ультразвуковой преобразователь 458, как предварительно было описано. Таким образом, жидкость подается из резервуара 476 в контейнер 452 через узел клапана 280 таким образом, чтобы в контейнере 452 поддерживался приблизительно одинаковый уровень жидкости. Предпочтительно глубина жидкости в контейнере поддерживается в диапазоне ±10 мм от желательного уровня. Ультразвуковой преобразователь 458 влияет на воду 32 в контейнере 452 для генерации пара, как предварительно описано ниже. Контейнер 452 включает выходной канал 482, который соединен с входом 486 узла 484 распределения пара. Узел 484 распределения пара во многом аналогичен вышеописанному узлу 260 распределения пара. Контейнер 452 включает входной канал 488, который соединен с участком корпуса 490, в котором размещены вентилятор 492 и мотор 494. Вентилятор 492 приводится в действие мотором 494 и имеет такую конструкцию, что он засасывает воздух в участок корпуса 490 и подает воздух в контейнер 452 через входной канал 488. Таким образом, обеспечивается поток воздуха от входного канала 488 контейнера 452 до выходного канала 482 контейнера 452 и в узел 484 распределения пара через вход 486. Поток воздуха увлекает пар в верхнее пространство 496 контейнера 452 над уровнем жидкости и подает его в узел 484 распределения пара.
Узел 484 распределения пара отличается от узла 260 распределения пара тем, что он имеет один или более входов 486 для пара в своей боковой или конечной стенке (в то время как узел 260 распределения пара имеет вход 296 в нижней стенке). Узел 484 распределения пара включает одну или несколько внутренних стенок или экранов 498, которые работают аналогично экранам 302, 304 (см. фигуру 46) и предназначены для надлежащего распределения пара в узле 484 распределения пара. Узел 484 распределения пара также включает верхние отверстия 500А в верхней стенке 484А и нижние отверстия 500В в нижней стенке 484В. Отверстия 500А и 500В должны быть предпочтительно (но не обязательно) вертикально выровнены, а также предпочтительно (но необязательно) иметь форму круга. В предпочтительных вариантах конструкции отверстие 500А имеет меньший диаметр, чем отверстие 500В. Источник тепла, предпочтительнее в виде источника 502 света, установлен под нижним отверстием 500В. Если имеется несколько отверстий 500В, источники света устанавливаются по меньшей мере под некоторыми, но предпочтительнее под всеми отверстиями 500В. Предпочтительнее организовать зазор 504 между источником 502 света и краем стенки 484В, который образует отверстие 500В. Зазор 504 образует канал потока воздуха вокруг источника света в узел 260 распределения пара. Тепло от источника (источников) 502 света создает тягу. Воздух, нагретый источниками света, поднимается и выходит из узла 484 распределения пара через выходные отверстия 500А. Поднимающийся воздух, нагретый источником (источниками) 502 света, увлекает пар, находящийся в узле 484 распределения пара и несет его (пар) наружу через выходные отверстия 500А. Восходящему движению воздуха могут помогать (но, предпочтительнее, отсутствуют) один или несколько вентиляторов (на чертеже не показаны). Предпочтительно, однако, чтобы источники света представляли единственное средство организации восходящего потока воздуха. Воздух и увлекаемый им пар выходят через отверстия 500А, проходят через зазоры в топливной подложке 232, такие как зазоры между отдельными кусками имитируемого топлива, и поднимаются над топливной подложкой. Поскольку пар, увлекаемый поднимающимся воздухом, не совсем прозрачный, он может напоминать клубы дыма, поднимающиеся над топливной подложкой 232. Однако, что более важно, местная подсветка поднимающегося пара источниками 240 света придает пару определенный цвет (зависящий от цвета источника света), что позволяет поднимающемуся пару имитировать языки пламени, поднимающиеся от топливной подложки. Естественное движение подсвеченного пара очень напоминает языки пламени. При его помощи достигается отличная имитация пламени. По мере того как пар рассеивается, эффект его подсвечивания источниками 502 света исчезает, так что языки пламени имеют естественную высоту. Отмечается, что при отсутствии восходящего движения воздуха, организованного теплом, поступающим от источников 502 света, пар в узле 484 распределения пара имеет тенденцию опускаться вниз через отверстия 500В, скорее чем подниматься через отверстия 500А. Это справедливо даже для пара, имеющего маленький размер капелек, в случае если пар получен ультразвуковым преобразователем, работающим на частоте более 2 МГц.
Как показано на фигуре 58, проиллюстрированное устройство включает резервуар 476' для жидкости, который соединен с контейнером 452' через узел клапана 480. Таким образом, резервуар 476' соединяется с контейнером 452' через узел клапана 480, так что в контейнере поддерживается практически постоянный уровень жидкости. Резервуар 476' можно извлечь из устройства для пополнения запаса жидкости. Ультразвуковые преобразователи смонтированы с уплотнением на отверстиях в контейнере 452' так же, как описано в связи с фигурами 56 и 57, так что преобразующая поверхность находится в контакте с жидкостью в контейнере. Контейнер 452' также включает участок корпуса 490', в котором размещены мотор (не показан на фигуре 58) и вентилятор 492', который нагнетает воздух в верхнюю часть контейнера 452' над жидкостью. Контейнер 452' также содержит четыре канала 482' выхода пара, через которые пар, увлекаемый потоком воздуха от вентилятора 492', выходит из контейнера 452'. Каждый канал выхода пара соединяется с соответствующим входом 486' в узел 484' распределения пара. Узел 484' распределения пара аналогичен узлу 484 распределения пара (см. фигуру 56), и включает в себя верхнюю стенку 484А', нижнюю стенку 484В' и боковые стенки 484C, 484D' 484E' и 484F, и может (желательно) иметь одну или несколько внутренних стенок или экранов 498', которые работают практически так же, как и экраны 302, 304 (см. фигуру 46), чтобы достичь желаемого распределения пара в узле 484 распределения пара. Узел 484' распределения пара также включает отверстия 500А' в верхней стенке 484А' и нижние отверстия 500В' в нижней стенке 484В'. Отверстия 500А', 500В' должны быть предпочтительно (но не обязательно) выровнены по вертикали и должны предпочтительно (но не обязательно) иметь форму круга. В предпочтительной конфигурации отверстие 500А' имеет меньший размер, чем отверстие 500В'. В одном из вариантов конструкции пар, попадающий в узел 484' распределения пара через указанный вход 486', направляется при помощи соответствующих экранов 498' в заданное отверстие 500A'.
Устройство, показанное на фигурах 56 и 58, также включает подузел 506, который определяется стенками 506А, 506В, 506С и 506D (см. фигуру 58) и днищем 506Е (см. фигуру 56). По меньшей мере передняя стенка 506А может включать декоративные элементы 506F, которые имитируют элементы реального очага или реального камина. Подсборка 506 (как и устройство в целом) могут поддерживаться ножками 506G. В подсборке 506 смонтирован ряд источников 502 света. Источники света выровнены по отношению к отверстиям 500В и расположены максимально близко к ним (см. фигуру 56), а также к отверстиям 500В' (см. фигуру 58). В примере конструкции, показанной на фигуре 58, отверстия 500А' и 500B', а также источники 502 света изображены выстроенными в ряды. Тем не менее, такой вариант исполнения не обязателен, и источники света и отверстия могут иметь любую конфигурацию, подходящую для создания эффекта дыма и пламени. Более того, конструкция устройства не ограничена четырьмя отверстиями и источниками света, и может использоваться иное число соответствующих отверстий и источников света, например шесть или восемь. Источники 502 света - предпочтительно галогенные лампы с характерной мощностью от 10 Вт до 50 Вт, точнее, от 20 Вт до 35 Вт. Такие галогенные колбовые лампы хорошо известны и доступны.
Таким образом, согласно фигуре 58 узел 484' распределения пара монтируется на подузле 506 и имеет такую конструкцию, что источники 502 света выровнены по соответствующим отверстиям. Когда работает устройство, изображенное на фигуре 58, пар, образованный в контейнере 452', втягивается в поток воздуха, получившийся за счет работы вентилятора 492, и покидает контейнер 452' через выходные каналы 482'. Воздух и втянутый в него пар входят в узел 484' распределения пара через входы 486'. Как указано в описании к фигуре 56, тепло, создаваемое источниками 502 света, вызывает восходящий поток воздуха, который уносит пар через отверстия 500А' и через топливную подложку 234, так что пар поднимается над топливной подложкой и создает реалистичную имитацию дыма, поднимающегося над топливной подложкой. Далее, благодаря местному характеру источников света локальные «лучи» света направляются через отверстия 500А', 500B', обеспечивая местную подсветку поднимающегося пара. При этом только ограниченные, узкие зоны пространства над топливной подложкой 232 непосредственно освещаются источниками 502 света. Это локальное освещение поднимающегося пара дает ощущение языков пламени, которое очень реалистично. Отметим, что общее освещение топливной подложки 232 не дает само по себе такого реалистичного ощущения языков пламени.
Следует оценить тот факт, что в варианте исполнения изобретения, проиллюстрированном на фигурах 56 и 58, по сравнению с вариантом исполнения на фигурах с 39 по 50 контейнер 452, 452' и установленные на нем ультразвуковые преобразователи смонтированы сзади от топливной подложки 232. Эта конструкция имеет то преимущество, что позволяет уменьшить глубину устройства непосредственно под топливной подложкой 232 и узла 484 распределения пара, 484', который с большим реализмом имитирует языки пламени.
Дальнейшее исполнение устройства соответствует описанию и проиллюстрировано на фигурах 59, 60 и 61. Ссылаясь, в частности, на фигуры 59 и 60, следует отметить, что принципы работы данного варианта исполнения изобретения такие же, как и в варианте исполнения, проиллюстрированном на фигурах 56-58. Вариант исполнения согласно фигурам 59 и 60 включает контейнер 652 для жидкости и узел 684 распределения пара, которые выполнены за одно. Узел 684 распределения пара соединен с контейнером 652 при помощи по меньшей мере одного канала 700. Канал 700 расположен сверху и сзади от топливной подложки 232 и отделен от контейнера 652 при помощи разделительной стенки 702. Таким образом, контейнер 652 также расположен сзади от топливной подложки. Причем ультразвуковой преобразователь 658 расположен не ниже (а предпочтительно, выше), чем нижний элемент топливной подложки 232. Вентилятор 692, приводимый в движение мотором, расположен таким образом, чтобы подавать воздух в контейнер 652. В конструкции, проиллюстрированной на фигуре 59, вентилятор 692 смонтирован на одном конце контейнера 652, но возможны и иные варианты размещения. Контейнер также соединен с подходящим резервуаром, в котором хранится жидкость, через подходящий клапан (не показан на иллюстрации), который позволяет поддерживать приблизительно постоянный объем жидкости в контейнере 652. Резервуар может быть, например, соединен с контейнером 652 через отстойник 652А.
Таким образом, аналогично вышеописанным конструкциям пар, образовавшийся в верхнем пространстве 652В увлекается потоком воздуха, создаваемым вентилятором 692, и уносится через канал 700 в узел 684 распределения пара. Узел распределения пара снабжен отверстиями 500А'' и 500В'', и увлеченный воздухом пар выходит через отверстия 500А'' с восходящим потоком воздуха, создаваемым теплом, выделяемым источниками 502 света. Пар, поднимающийся над топливной подложкой 232, имитирует дым, а также при подсветке местными источниками 502 света имитирует языки пламени.
Вариант исполнения изобретения, показанный на фигуре 61, отличается от варианта, представленного на фигурах 59 и 60, тем, что камера распределения пара имеет два канала 700Х, расположенных на ее концах. Каждый из каналов 700Х соединен с контейнером 752, содержащим жидкость. В каждом контейнере имеется по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь для генерации пара в пространстве контейнера над жидкостью. В каждом контейнере имеется вентилятор 792 для организации потока воздуха вдоль контейнера и для увлечения пара и подачи его в узел 784 распределения воздуха. Съемные резервуары 776 соединяются с каждым из контейнеров 752 через отстойник 752А. Конструкция, проиллюстрированная фигурой 61, имеет источники света и отверстия, аналогичные показанным на фигурах 56, 58, 59 и 60 и функционирующие аналогичным способом.
Различные варианты исполнения настоящего описания, указанные выше, иллюстрируют преимущества использования тепла, образованного источниками света для организации восходящего потока воздуха, который увлекает с собой пар и заставляет его подниматься над топливной подложкой. Однако при образовании местных пучков света могут использоваться иные источники света, которые не производят достаточного количества тепла. Пример такого источника света представляют собой светодиоды, в особенности так называемые ультраяркие светодиоды, которые доступны в различном цветовом исполнении. В конструкциях, использующих такие источники света, могут использоваться отдельные источники тепла, такие как нагреватели сопротивления, инфракрасные нагреватели и галогенные нагреватели в сочетании с источниками света для обеспечения восходящего потока воздуха. Отдельные источники тепла преимущественно располагаются под узлом распределения пара. В альтернативном варианте исполнения с использованием не нагревающих источников света под узлом распределения пара устанавливается вентилятор в качестве альтернативы или в качестве дополнения к указанным отдельным источникам тепла.
Термин «пар», используемый в настоящем описании, не соответствует строго научному описанию, то есть «газовая фаза в состоянии равновесия с веществом в виде жидкости или в твердом состоянии ниже точки кипения, или которое может переходить в твердое или жидкое состояние при температуре пара». Скорее, «пар» используется здесь как содержащиеся в воздухе частицы или капли жидкости, образованные в результате воздействия ультразвукового преобразователя или подобного устройства на жидкость, и, более конкретно, облака или потоки таких частиц или капель.
По всему описанию и в формуле изобретения термины «включает в себя» и «содержит», а также аналогичные термины означают «включают, но не ограничиваются» и не исключают другие доли, дополнения, компоненты, части и шаги.
По всему описанию и формуле изобретения единственное число предполагает возможность множественного числа, если только контекст не требует иного.
Особенности, единое целое, характеристики, сплавы, химические составляющие или группы, описанные в данном варианте или примере осуществления изобретения, могут также применяться для любого другого варианта или примера осуществления изобретения, кроме случаев, когда такое применение невозможно.