СЦЕНИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СОЗДАНИЯ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ Российский патент 2000 года по МПК F21S10/00 F21S10/02 F21S10/04 F21W131/406 F21W131/407 A63J5/00 

Изобретение относится к сценическому оборудованию и может быть использовано как элемент иллюминации при проведении массовых зрелищных мероприятий или как элемент оформления сценической площадки при съемках и театрализованных постановках.

Известна установка для создания световых эффектов, используемая при проведении массовых зрелищных мероприятий, содержащая корпус, на котором закреплен генератор светящегося факела, имеющий горелку, камеру сгорания и обечайку, формирующую контур светящегося факела. Емкость с топливом размещена внутри корпуса под генератором и соединена с горелкой трубопроводом с сетчатым наполнителем, верхняя часть которого служит испарителем топлива. Установка имеет систему формирования цветовой окраски факела, включающую емкость с подкрашивающим реагентом в виде выполненного из сетчатого материала кольца трубчатого сечения, заполненного подкрашивающим реагентом, например солью лития. Кольцо с солью лития закреплено на верхнем торце обечайки, формирующей контур светящегося факела (см. авторское свидетельство СССР N 729414, кл. F 21 L 17/00, 1980 г.). Данная установка позволяет создать источники светового оформления сценической площадки с однородным цветом и ограниченной длиной светящегося факела. Интенсивность светового окраса факела определяется скоростью возгонки солей лития в трубчатом кольце и не зависит от воли оператора или хода сценария.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является сценическая установка для создания световых эффектов, содержащая корпус, присоединенный к корпусу генератор светящегося факела, имеющий горелку, камеру сгорания, испаритель топлива, расположенный в камере сгорания, и обечайку, формирующую контур светящегося факела. Установка содержит также топливную систему и систему формирования цветовой окраски факела, включающую емкость с подкрашивающим реагентом. Данная емкость выполнена в виде установленного в верхней части горелки цилиндрического стакана, заполненного солью подкрашивающего реагента. Стакан имеет сетчатое нижнее дно и отверстия в крышке. Продукты сгорания проходят через сетчатое дно стакана и, протекая сквозь слой подкрашивающего реагента, нагревают его до температуры возгонки. Продукты возгонки попадают в светящийся факел, придавая ему окраску, характерную для данной соли (см. авторское свидетельство СССР N 1318762, кл. F 21 L 17/00, 1987 г.). Данная конструкция позволяет получить более интенсивный и однородный цвет факела и может успешно использоваться в переносных сценических установках, например в ручных факелах, где не требуется получение мощного языка пламени. Недостатком известной установки является невозможность изменения в ходе сценического действия цвета, интенсивности свечения, длины и структуры факела.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка сценической установки для создания световых эффектов, способной генерировать светящийся факел с повышенной световой отдачей, цветовую композицию которого, яркость и насыщенность свечения, длину и структуру можно произвольно менять в ходе сценического представления. Другой задачей изобретения является разработка сценической установки для создания световых эффектов, позволяющей произвольно ориентировать светящийся факел в пространстве и при необходимости изменять угловое положение факела в ходе сценического представления. Еще одной задачей изобретения является разработка сценической установки для создания световых эффектов с улучшенными экологическими характеристиками, т. е. обеспечивающей меньшее загрязнение воздуха сценической площадки продуктами неполного сгорания топлива.

Поставленные технические задачи решаются тем, что известная сценическая установка для создания световых эффектов, содержащая корпус, генератор светящегося факела, имеющий горелку, испаритель топлива и камеру сгорания, топливную систему и систему формирования цветовой окраски факела, включающую емкость с подкрашивающим реагентом, согласно изобретению снабжена платформой, шарнирно соединенной с корпусом, на которой установлен указанный генератор, а система формирования цветовой окраски факела оснащена распылителями подкрашивающего реагента, размещенными на входе или/и выходе камеры сгорания, и по крайней мере одним устройством принудительной подачи подкрашивающего реагента к указанным распылителям.

Испаритель топлива целесообразно выполнить в виде образующего стенку камеры сгорания конического спирального змеевика с примыканием его витков друг к другу.

Распылители подкрашивающих реагентов могут быть выполнены или в виде одиночных форсунок, или/и в виде коллектора с форсунками.

В системе формирования цветовой окраски факела целесообразно иметь по крайней мере одну дополнительную емкость, при этом сами емкости заполняются различными подкрашивающими реагентами.

В предлагаемой установке по крайней мере одна из емкостей может быть заполнена раствором подкрашивающего реагента, а в устройство для его принудительной подачи целесообразно включить установленный на платформе насос, входной патрубок которого соединен гибким трубопроводом с емкостью, а выходной патрубок - с распылителем подкрашивающего реагента.

В предлагаемой установке по крайней мере одна из емкостей может быть также заполнена газообразным или легко испаряющимся подкрашивающим реагентом, а в устройство для его принудительной подачи целесообразно включить установленный на выходе емкости регулятор расхода газа и размещенное на платформе управляемое запорное устройство, вход которого соединен гибким трубопроводом с выходом регулятора расхода газа, а выход - с распылителем подкрашивающего реагента.

Установку целесообразно оснастить емкостью с мелкоизмельченным твердым подкрашивающим реагентом, в устройство для его принудительной подачи ввести установленные в корпусе воздухозаборник, вибрационный питатель для перемещения частиц указанного реагента из емкости в воздухозаборник и воздуходувку с воздухопроводом, а распылитель подкрашивающего реагента выполнить в виде установленного перед камерой сгорания соплового насадка на свободном конце воздухопровода. Воздухозаборник желательно выполнить с изогнутым в вертикальной плоскости коленом, в стенке которого сделать продольную прорезь с гладкой и волнообразной поверхностями, на внутренней поверхности стенки колена напротив продольной прорези выполнить поперечные зиги, а вибрационный питатель оснастить зажимом для указанной емкости, установленным на кронштейне над продольной прорезью с возможностью поворота в вертикальной плоскости, при этом горловину емкости необходимо разместить в указанной прорези и поджать ее к волнообразной поверхности прорези.

Шарнирное соединение корпуса и платформы с генератором светящегося факела дает возможность изменять пространственную ориентацию факела во время сценического представления. Введение в систему формирования цветовой окраски факела распылителей подкрашивающего реагента и устройства для принудительной подачи подкрашивающего реагента к распылителям дает возможность существенно увеличить расход подкрашивающего реагента и улучшить равномерность распределения его по факелу, что позволяет получить светящийся факел с повышенными световой отдачей, яркостью и насыщенностью свечения. Установка указанных распылителей на входе или/и на выходе камеры сгорания обеспечивает возможность подачи подкрашивающего реагента в ту зону генератора светящегося факела, где он даст наибольший эффект.

Выполнение испарителя топлива в виде образующего стенку камеры сгорания конического спирального змеевика с примыканием его витков друг к другу обеспечивает наиболее полное использование поверхности камеры сгорания для газификации топлива перед поступлением его в камеру сгорания и повышает тем самым полноту сгорания топлива. При отсутствии подкрашивающих реагентов пламя горелки либо бесцветно, либо имеет слегка синеватую окраску, причем зона окраски не выходит за пределы камеры сгорания. Это дает возможность получить чистую окраску факела, зависящую только от подкрашивающего реагента. Кроме того, такое выполнение испарителя дает возможность увеличить тепловую мощность генератора светящегося факела, повысить скорость истечения продуктов сгорания на выходе из камеры сгорания и получить светящийся факел большей длины. Это повышает эмоциональное воздействие светящегося факела на зрительскую аудиторию, так как при увеличении интенсивности свечения и размеров факела энергетическое воздействие его на зрителей существенно возрастает.

Выполнение распылителей подкрашивающего реагента в виде одиночных форсунок или/и в виде коллектора с форсунками обеспечивает возможность выбора зон впрыска подкрашивающих реагентов в генератор светящегося факела в зависимости от их типа, что обеспечивает наибольший сценический эффект.

Оснащение установки несколькими емкостями, заполненными различными подкрашивающими реагентами, расширяет гамму цветовой окраски светящегося факела и дает возможность создавать многоцветные сценические композиции с произвольной цветовой партитурой, что существенно увеличивает эмоциональное воздействие на зрительскую аудиторию.

Использование растворов подкрашивающих реагентов дает возможность широкого выбора спектра цветовой окраски светящегося факела за счет многообразия растворимых солей различных веществ, при этом изменение интенсивности окраски факела обеспечивается как концентрацией, так и расходом раствора. Размещение насосов на платформе упрощает подвод растворов к распылителям подкрашивающих реагентов, так как для подвода растворов к насосам можно использовать гибкий трубопроводы низкого давления.

Использование газообразных или легко испаряющихся подкрашивающих реагентов расширяет цветовой спектр, а также позволяет быстро изменять световую мощность факела за счет использования газов, имеющих повышенное содержание углерода. При этом возможности установки существенно увеличиваются, если использовать несколько емкостей, заполненных различными подкрашивающими или легко испаряющимися реагентами.

Использование мелкоизмельченных твердых подкрашивающих реагентов, например металлического порошка титана или различных фракций пиротехнических составов, дает возможность изменить структуру факела, светящегося как равномерно по длине, так и состоящего из отдельных световых зон в виде ярких световых точек и пятен различных цветов, что расширяет возможности данной установки по формированию цветовой композиции и также увеличивает эмоциональное воздействие на зрительскую аудиторию. Наличие в установке устройства для принудительной подачи мелкоизмельченного твердого подкрашивающего реагента, имеющего воздухозаборник, вибрационный питатель для перемещения частиц указанного реагента из емкости в воздухозаборник и воздуходувку с воздухопроводом, и установленного перед камерой сгорания распылителя в виде соплового насадка на конце воздухопровода обеспечивает перемещение дискретных частиц подкрашивающего реагента воздушным потоком и разгон их на выходе из соплового насадка до скорости, достаточной для равномерного распределения этих частиц в газовой струе генератора светящегося факела.

Оснащение установки воздухозаборником с изогнутым в вертикальной плоскости коленом, в стенке которого выполнена продольная прорезь с гладкой и волнообразной поверхностями, с последующим перемещением в этой прорези горловины емкости с мелкоизмельченным твердым подкрашивающим компонентом, обеспечивает надежное вибрационное воздействие на емкость, способствующее стабильному поступлению дискретных частиц подкрашивающего реагента на входе в воздуходувку. В случае избыточного сброса дискретных частиц в изогнутое колено они скапливаются в зигах на противоположной поверхности стенки и в дальнейшем также уносятся воздушным потоком.

Заявленная установка дает возможность получить ярко окрашенный светящийся факел длиной больше 5 м.

Заявителю не известны сценические установки для создания световых эффектов с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая сценическая установка для создания световых эффектов, общий вид; на фиг. 2 представлено другое исполнение сценической установки; на фиг. 3 показано место А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - развертка продольной прорези на изогнутом колене; на фиг. 6 - шарнирная подвеска генератора светящегося факела (сечение В-В на фиг. 1).

Сценическая установка для создания световых эффектов содержит корпус 1, имеющий каркас 2 в виде ферменной силовой конструкции и наружную обшивку (не показана). На верхних продольных балках каркаса закреплены две вертикальные стойки, соединенные силовой балкой 3, снабженной шарнирным узлом 4 типа "ухо-вилка". Установка имеет генератор 5 светящегося факела 6, закрепленный на платформе 7. Платформа 7 соединена стойками 8 с шарнирным узлом 4, обеспечивая возможность качания генератора 5 в вертикальной плоскости.

Генератор 5 светящегося факела содержит испарительную горелку, имеющую кольцевой теплообменный экран, выполненный в виде конического спирального змеевика 9 с примыканием его витков друг к другу. Теплообменный экран служит стенкой камеры 10 сгорания испарительной горелки. Выход конического спирального змеевика соединен с соплами 11, подающими газифицированное топливо в камеру сгорания испарительной горелки. Испарительная горелка имеет также воспламенительное устройство (не показано). Вход конического спирального змеевика присоединен к выходу закрепленного на платформе 7 управляемого запорного устройства 12 системы подачи топлива в испарительную горелку. Внутри корпуса закреплен баллон 13 с топливом, например со сжиженной смесью пропана и бутана. Баллон 13 оснащен регулятором 14 расхода топлива, соединенным гибким трубопроводом 15 со входом управляемого запорного устройства 12.

Установка оснащена системой формирования цветовой окраски факела, использующей жидкие, газообразные или мелкоизмельченные твердые подкрашивающие реагенты. Внутри корпуса на основании 16 установлены две емкости 17 и 18, заполненные различными жидкими подкрашивающими реагентами, например водными растворами солей меди и лития. Для подачи жидких подкрашивающих реагентов в генератор 5 светящегося факела имеются два устройства насосной подачи растворов, каждое из которых включает в себя закрепленный на платформе насос 19 или 20. Выходной патрубок насоса 19 соединен трубопроводами 21 с распылителем 22 жидкого подкрашивающего реагента, представляющим собой коллектор 23 с форсунками 24, установленный на выходе камеры 10 сгорания. Выходной патрубок насоса 20 соединен трубопроводом 25 с распылителем 26 жидкого подкрашивающего реагента, установленным на входе в камеру сгорания и представляющим собой одиночную форсунку. Входной патрубок насоса 19 соединен гибким трубопроводом 27 с емкостью 17, заполненной раствором соли меди. Входной патрубок насоса 20 соединен гибким трубопроводом 28 с емкостью 18, заполненной раствором соли лития.

На основании 16 установлены также два баллона 29 и 30, в которых хранятся различные газообразные подкрашивающие реагенты, например, ацетилен и смесь пропана с бутаном высокого давления. Баллоны оснащены регуляторами 31 и 32 расхода газа, соединенными гибкими трубопроводами 33 и 34 со входами размещенных на платформе 7 управляемых запорных устройств 35 и 36. На входе в камеру сгорания установлен распылитель 37, представляющий собой одиночную газовую форсунку большого расхода, подключенную к выходам управляемых запорных устройств 35 и 36.

Установка может быть оснащена, как показано на фиг. 2, системой формирования цветовой окраски факела, использующей мелкоизмельченные твердые подкрашивающие реагенты, например частицы металлов или пиротехнических составов.

Емкость 38 с мелкоизмельченным твердым подкрашивающим реагентом крепится на вибрационном питателе 39 устройства для принудительной подачи мелкоизмельченного подкрашивающего реагента к распылителю 40, установленному на входе в камеру 10 сгорания. Указанное устройство включает в себя также воздуходувку 41, подключенную к распылителю 40 гибким воздухопроводом 42. Распылитель 40 представляет собой сопловой насадок для разгона смеси воздуха и подкрашивающего реагента, установленный на свободном конце воздухопровода 42. Воздухозаборник 43 воздуходувки оснащен изогнутым в вертикальной плоскости коленом 44. Вибрационный питатель 39 установлен над коленом 44 и включает в себя зажим 45 для крепления емкости 38, закрепленный с помощью шарнира 46 на кронштейне 47, установленном на колене 44. В стенке колена под зажимом 45 выполнена продольная прорезь 48 с гладкой 49 и волнообразной 50 поверхностями. Горловина емкости 38 введена в прорезь 48 и контактирует с ее волнообразной поверхностью 50. Устойчивость контакта горловины с волнообразной поверхностью обеспечивается пружиной 51, установленной в шарнире 46. Шарнир 46 имеет со стороны, противоположной зажиму 45, хвостовик 52, к которому может быть подключен ручной или дистанционно управляемый привод для качания емкости 38 в вертикальной плоскости. На внутренней поверхности стенки колена 44 напротив прорези 48 выполнены поперечные зиги 53. В установке можно использовать любые другие вибрационные питатели для подачи мелкоизмельченного подкрашивающего реагента в воздухозаборник 43.

Установка имеет рукоятку 54 для поворота вручную платформы 7 с генератором 5 светящегося факела относительно шарнира 4. Установка также может быть оснащена шарнирно закрепленным на основании 16 дистанционно управляемым приводом 55 для поворота платформы 7 относительно шарнира 4.

При оснащении установки приводами для дистанционного управления запорными устройствами 12, 35 и 36, а также дистанционно управляемыми приводами для поворота емкости 38 в вибрационном питателе 39 и платформы 7 относительно шарнира 4 все управление сценической установкой может осуществляться с пульта 56. Пульт может быть закреплен на корпусе установки или выполнен переносным.

Подбор подкрашивающих реагентов и оснащение системы принудительной подачи подкрашивающих реагентов теми или иными агрегатами, а также использование в конкретных ситуациях тех или иных агрегатов установки определяется сценарием театрализованного представления.

Сценическая установка для создания световых эффектов работает следующим образом.

Сжиженный газ из баллона 13 поступает в конический спиральный змеевик 9, испаряется и через сопла 11 подается в камеру 10 сгорания. Топливо сгорает с образованием слабо окрашенного факела 6, не влияя на цветовую окраску пламени при впрыске подкрашивающего реагента. Для создания цветовой окраски факела жидким окрашивающим реагентом запускают насос 19 и подают жидкий подкрашивающий реагент, например водный раствор соли меди из емкости 17 к форсункам 24. Жидкий подкрашивающий реагент испаряется и окрашивает факел в зеленый цвет. Насыщенность окраски увеличивается с увеличением расхода водного раствора соли меди. Для изменения цветовой окраски факела прекращают подачу жидкого подкрашивающего реагента из емкости 17 и запускают насос 20, подающий к форсунке распылителя 26 раствор соли лития из емкости 18. Факел окрашивается в малиновый цвет. Яркость окраски определяется расходом раствора соли лития.

При использовании для окраски факела газообразного подкрашивающего реагента открывают одно из управляемых запорных устройств системы принудительной подачи газообразного подкрашивающего реагента, например запорное устройство 36, и холодная газообразная смесь пропана с бутаном подается в распылитель 37, установленный перед камерой сгорания. Расход газа определяется настройкой регулятора 32. При поступлении в камеру сгорания избыточного количества пропана и бутана факел приобретает характерную ярко оранжевую окраску, а светоотдача факела значительно увеличивается. Аналогичным образом могут подаваться и другие газообразные подкрашивающие реагенты, например, из баллона 29.

При использовании для окраски факела мелкоизмельченного твердого подкрашивающего реагента запускают воздуходувку 41 и по гибкому воздухопроводу 42 подают воздух в распылитель 40. Емкость 38 с мелкоизмельченным твердым подкрашиваемым реагентом, например с опилками титана, устанавливают в зажим 45 вибрационного питателя 39. Горловину емкости размещают в прорези 48. Благодаря пружине 51 горловина емкости все время будет поджата к волнообразной поверхности 50 прорези 48. Используя ручной или дистанционный привод, поворачивают емкость 38 и перемещают ее горловину вдоль прорези 48, возбуждая колебания емкости 38 и находящихся в ней опилок титана. Опилки титана падают в изогнутое колено 44, подхватываются воздушным потоком и через распылитель 40 вдуваются потоком воздуха в генератор светящегося факела. В камере сгорания происходит воспламенение опилок титана и горящие дискретные частицы выносятся в факел, создавая эффект искрящегося фонтана. Эмоциональное воздействие искрящегося фонтана может быть усилено одновременной подачей в генератор светящегося факела жидкого или газообразного подкрашивающего реагента.

Окрашенный светящийся факел 6 отклоняют в вертикальной плоскости, покачивая с помощью рукоятки 54 платформу 7 с генератором светящегося факела относительно шарнира 4.

В предлагаемой сценической установке можно использовать испарительные горелки, производство которых хорошо отработано как отечественной, так и зарубежной промышленностью. Все остальные агрегаты установки могут быть изготовлены на любом машиностроительном заводе или приобретены на специализированных предприятиях, что подтверждает промышленную применимость заявленного изобретения.

Изобретение относится к сценическому оборудованию и может быть использовано как элемент иллюминации при проведении массовых зрелищных мероприятий или как элемент оформления сценических площадок при съемках и театрализованных постановках. Установка содержит корпус, генератор светящегося факела, включающий горелку, испаритель топлива и камеру сгорания, топливную систему и систему формирования цветовой окраски факела, включающую емкость с подкрашивающим реагентом. Установка снабжена платформой, шарнирно соединенной с корпусом, на которой установлен указанный генератор, а система формирования цветовой окраски факела оснащена распылителями подкрашивающего реагента, размещенными на входе или/и выходе камеры сгорания, и по крайней мере одним устройством принудительной подачи подкрашивающего реагента к указанным распылителям. Технический результат заключается в том, что установка позволяет получить светящийся факел с повышенной световой отдачей, цветовую композицию которого, яркость и насыщенность свечения, длину и структуру можно произвольно менять в ходе сценического представления. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Сценическая установка для создания световых эффектов, содержащая корпус, генератор светящегося факела, имеющий горелку, испаритель топлива и камеру сгорания, топливную систему и систему формирования цветовой окраски факела, включающую емкость с подкрашивающим реагентом, отличающаяся тем, что она снабжена платформой, шарнирно соединенной с корпусом, на которой установлен указанный генератор, а система формирования цветовой окраски факела оснащена распылителями подкрашивающего реагента, размещенными на входе или/и выходе камеры сгорания, и, по крайней мере, одним устройством принудительной подачи подкрашивающего реагента к указанным распылителям. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что испаритель топлива выполнен в виде образующего стенку камеры сгорания конического спирального змеевика с примыканием его витков друг к другу. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что распылители подкрашивающих реагентов выполнены в виде одиночных форсунок или/и в виде коллектора с форсунками. 4. Установка по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что система формирования цветовой окраски факела оснащена, по крайней мере, одной дополнительной емкостью, при этом емкости заполнены различными подкрашивающими реагентами. 5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна из емкостей заполнена раствором подкрашивающего реагента, а устройство для его принудительной подачи включает в себя установленный на платформе насос, входной патрубок которого соединен гибким трубопроводом с емкостью, а выходной патрубок - с распылителем подкрашивающего реагента. 6. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна из емкостей заполнена газообразным или легко испаряющимся подкрашивающим реагентом, а устройство для его принудительной подачи включает в себя установленный на выходе емкости регулятор расхода газа и размещенное на платформе управляемое запорное устройство, вход которого соединен гибким трубопроводом с выходом регулятора расхода газа, а выход - с распылителем подкрашивающего реагента. 7. Установка по п.4, отличающаяся тем, что одна из емкостей заполнена мелкоизмельченным твердым подкрашивающим реагентом, устройство для его принудительной подачи содержит установленные в корпусе воздухозаборник, вибрационный питатель для перемещения частиц указанного реагента из емкости в воздухозаборник и воздуходувку с воздухопроводом, а распылитель подкрашивающего реагента выполнен в виде установленного перед камерой сгорания соплового насадка на свободном конце воздухопровода. 8. Установка по п.7, отличающаяся тем, что воздухозаборник выполнен с изогнутым в вертикальной плоскости коленом, в стенке которого имеется продольная прорезь с гладкой и волнообразной поверхностями, на внутренней поверхности стенки колена напротив продольной прорези выполнены поперечные зиги, а вибрационный питатель оснащен зажимом для емкости с мелкоизмельченным твердым подкрашивающим реагентом, при этом указанный зажим установлен на кронштейне над продольной прорезью с возможностью поворота в вертикальной плоскости, а горловина указанной емкости размещена в указанной прорези и поджата к ее волнообразной поверхности.