ТЕПЛОВОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК G01J1/08 G02B17/02 

Изобретение относится к технической физике, конкретнее к тепловым излучателям.

Известно устройство для преобразования апертурного угла светового потока (1), содержащее источник излучения и отражатель в форме эллипсоида. Источник излучения (или вторичный источник) расположен на одном из фокусов эллипсоида.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является тепловой излучатель, содержащий сердечник с полостью и нагреватель на внешней поверхности сердечника (2).

Недостатком известного теплового излучателя является относительно низкая эффективность излучения.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности излучателя.

Эта задача решается за счет того, что в известном излучателе, содержащем сердечник с полостью и нагреватель на внешней поверхности сердечника, поверхность полости сердечника выполнена отражающей и имеет форму эллипсоида вращения, а выходное отверстие полости расположено на большой оси эллипсоида.

На чертеже изображен продольный разрез теплового излучателя.

Тепловой излучатель состоит из сердечника с полостью 1 в форме эллипсоида вращения с фокусами 2 и 3 и выходным отверстием 4, расположенным на большой оси 5 эллипсоида. На наружной поверхности сердечника размещен нагреватель 6 и слой теплоизоляции 7. Отдельные лучи теплового излучателя в полости обозначены позициями 8-17. Произвольные точки на поверхности полости, выполненной отражающей, обозначены буквами А, В, С.

Работает излучатель следующим образом.

При работе нагревателя 6 тепловая энергия излучается в полость 1. Излучение во внешнее пространство предотвращается теплоизоляционным слоем 7. Каждая точка на поверхности полости, например, точка А испускает рассеянный свет лучи 8, 9, 10, 11 и т.д. При этом отдельные лучи (лучи 8 и 9) проходят через фокусы 2 (луч 8) и 3 (луч 9) эллипсоида вращения. Остальные лучи, например 10 и 11, минуют фокусы 2 и 3 и встречаются с поверхностью полости 1 в других точках, например луч 10 в точке В.

Лучи 8 и 9, прошедшие через фокусы 2 и 3, после нескольких отражений, в силу оптических свойств эллипсоида изменяют свое направление, постепенно приближаясь к большой оси 5, и наконец покидают полость 1 излучателя, проходя через выходное отверстие 4 в виде узкого пучка.

Луч 10 после встречи с поверхностью полости 1 в точке В частично отражается (луч 14), а частности рассеивается, среди рассеянных лучей при этом обязательно найдутся два луча 12 и 13, которые пройдут через фокусы 2 (луч 12) и 3 (луч 13), которые так же, как лучи 8 и 9, покидают полость отражателя 1, проходя через выходное отверстие 4.

Остальные лучи рассеяния и отраженный луч 14 при дальнейшей встрече с отражающей поверхностью полости 1 ведут себя аналогично описанному выше, т. е. часть излучения выходит из полости 1 через выходное отверстие 4, а часть возвращается обратно к поверхности полости, причем возвращающаяся часть первоначального излучения постоянно убывает за счет выхода определенной ее доли в выходное отверстие 4 и таким образом, в конце концов, весь поток теплового излучения покидает полость 1 в виде узкого пучка теплового излучения.

В силу описанного, мощность потока излучения в предложенном устройстве примерно в три раза выше, чем мощность излучения абсолютно черного тела при одинаковых с данными устройством размерах выходного отверстия.

По мере выхода излучения из полости 1 поток излучения в полости непрерывно возобновляется, пополняясь за счет тепловой энергии нагревателя 6.

Использование: в качестве источника теплового излучения. Сущность: в тепловом излучателе нагреватель расположен на наружной поверхности сердечника, а его полость имеет форму эллипсоида вращения, поверхность которого выполнена отражающей, причем выходное отверстие полости излучателя расположено на большей оси эллипсоида. 1 ил.

ТЕПЛОВОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ, содержащий сердечник с полостью, имеющей выходное отверстие, и нагреватель на внешней поверхности сердечника, отличающийся тем, что поверхность полости сердечника выполнена отражающей и имеет форму эллипсоида вращения, а выходное отверстие полости расположено на большой оси эллипсоида.