Прожектор с принудительным охлаждениемОпТичЕСКиХ элЕМЕНТОВ Советский патент 1981 года по МПК F21V13/10 

1

Изобретение относится к световым приборам, в частности к прожекторам с принудительным охлаждением оптических элементов (светофильтра, источника света, отражателя), работающим с источниками света импульсного или непрерывного действия преимущественно в инфракраснрм диапазоне спектра.

Известен прожектор с принудительным охлаждением оптических элементов, содержащий корпус с оребренными стенками, с фронтальной стороны которого расположен оветофильтр, отражатель с осевым отверстием, установленный в корпусе с зазором для прохождения в нем хладагента и сопло для направления хладагента на источник света с размещенным в нем электровентилягором

Цель изобретения - повьшение вф- фективности прожектора в работе.

Поставленная цель достигается тем, что прожектор имеет установленный на отражателе дополнительный светофильтр с осевым отверстием, а сопло расположено в отверстии дополнительного светофильтра.

Дополнительный светофильтр выполнен из материала, погломающего

электромагнитные излучения с длинами волн от 0,18 до 0,66 мкм.

Дополнительный светофильтр может быть выполнен из стекла типа КС-28.

Дополнительный светофильтр состоит из трех секторов с нанесенным на них многослойным интерференционным диэлектрическим покрытием.

. На фиг. 1 изображен прожектор непрерывного действия с принудительным охлаждением оптических элементов, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 - прожектор с импульсным источником света; на фиг. 3 - разрез А-А фиг.2.

15 Прожектор (фиг. 2)содержит источник света 1, вот-нутый отражатель 2, светофильтр 3, систему принудительного охлаждения перечисленных оптических элементов с Электровентиля20 тором 4 и направляющим хладагент

соплом 5, собранные в корпусе 6, снабженном теплорассеивающими ребрами 7 и задней крышкой 8. Сребренные стенки корпуса 6 образуют с тыльной

25 частью отражателя 2 полость 9 для прохождения хладагента.

Б качестве источника света 1 использована импульсная трубчатая лампа, например, лампа типа ИСП2500,

30 способная при воздушном принудительном охлаждении работать в среднечастотном режима 20-100 Гц. Лампа вы полнена в виде кварцевой трубки с со ранными на ее концах, анодным 10 и катодным 11 электродными узлами и смонтирована вдоль оптической оси с размещением светящего тела в фокусе вогнутого отражателя 2 с рабочей по ерхностью, близкой- к параболоидной. В слепом отверстии прожектора на трех растяжках 12 закреплено несущее кольцо 13, удерживающее электровентилятор 4 с направляющим хладагент соплом 5, имеющим конический переход для формирования заданной ши рины пучка излучения прожектора. В сопле 5 коаксиально размещен анодный .10 узел лампы вместе с патроном.14. Катодный 11 узел лампы размещен в патроне 15, посаженном на фланец 16 который крепится на корпусе б прожектора. Фланец 16 вместе с несущими растяжками 12 удерживает также отражатель 2 в корпусе 6. Для прохождения хладагента в полость, образован ную отражателем 2 и сребренными сте ками корпуса 6, во фланце 16 имеютс отверстия 17д В качестве светофильтра 3 исполь ется инфракрасный фильтр, выполненн например, в видеоптически прозрачн стеклянной подложки с наклеенной на ее внутреннюю, обращенную к отражателю 2 поверхность органической инфракрасной пленкой 18 (например, пл ночный фильтр по ТУЗ-3.713-73), про пускающей излучение в спектральном интервале 0,85-1,2 мкм. В плоскости светового отверстия прожектора вблизи светофильтра 3 смонтирован дополнительный светофил 19, сопряженный по периферии через промежуточное кольцо 20 с торцовой частью вогнутого отражателя 2 и образующий со светофильтром полость 21, Сообщенную через кольцевой зазор между ними с полостью 9. При этом дополнительный светофильтр 19 имеет в центральной части отверстие для прохождения хладагента, сопряженное через несущее кольцо 13 с системой принудительного охлаждения, включающей собранные на нем электровентилятор 4 и направляющ хладагент сопло 5, окружающее по кра ней мере один из электродных узлов, а частности анодный 10 узел источника света. .Дополнительный светофильтр 19 в одном из вариантов выполнения изгото лен из материала, поглощающего излучение оптического диапазона спектра, только частично совпадакщее по длийам волн с излучением, которое поглодает светофильтр 3, в частности из цветного стекла типа КС28, поглощающего излучение дол/0,66 мкм, т. е, поглодающего ультрафиолетовое и: часть излучения видимого диапазона спектра, тогда как основной светофильтр 3, в частности, выполненный на основе органической инфракрасной пленки, поглощает в более широком интервале оптического диапазона волн спект ра ,86 мкм, т. е. поглощает весь ультрафиолетовый, видимый и часть ближнего инфракрасного диапазона спектра излучения, генерируемого источником света 1. Необходимость применения светофильтра, поглощакадего часть ближней инфракрасной области спектра, при оптимизации прожектора для работы.с приборами ночного видения с многощелочными или кислородсеребряно-цезиевыми фотокатодами, спектральная чувствительность которых простирается только до 1,1-1,2 мкм вызвана в ряде случаев требованиями / устранения демаскировки работакадего прожектора для темноадаптированного глаза человека. В качестве источника света 1 может быть использована коротко-дуговая ксеноновая лампа высокого давления, например, лампа типа ДКсЭЛ250 или , смонтированная вдоль оптической оси с размещением анодного узла 10 непосредственно в несущем на трех растяжках 12 кольце 13 с направляющим хладагент конусным раструбом 22 (фиг, 1). Катодный узел 11 при этом механически удерживается в цилиндре 23, закрепленном в отверстии отражателя 2. Задняя крышка 24 корпуса 6 прожектора выполнена с конусным рассекателем потока хладагента и содержит несущую арматуру 25 для электро вентилятора 4. Последний при соединении крышки 24 с корпусом 6 примыкает входгным отверстием к основанию цилиндра 23, сообщая ограниченную от-, ражателем 2 полость 26 с полостью 9, образованной тыльной частью отражатех(я 2 и оребренными стенками корпуса 6 прожектора. Смонтированный вблизи основного с:ветофильтра 3 дополнительный светофильтр выполнен из трех перекрывающих световое отверстие прожектора секторов 27, образующих со светофильтром 3 радиально расширяющиеся по направлению к оптической оси прожектора полости 28, суммарное кольцевое сечение которых вблизи центрального отверстия для прохождения хладагента, ограниченного кольцом 13, в дополнительном секторном фильтре приблизительно равно площади указанного отверстия, обеспечивая примерно одинаковую скорость движения хладагента. При этом каждый сектор 27 дополнительного светофильтра выполнен в виде оптически прозрачной подложки с нанесенным на нее многослойным интерференционным диэлектрическим покрытием 29, изготовленным, например, на основе двуокиси титана и фтористого магния, отражающим излучение оптического диапазона спектра только частично совпадающее по длинам волн с излучением, которое поглощает светофильтр 3, представляющий собой, оптически прозрачную стеклянную подложку с наклеенной на нее органической инфракрасной пленкой 18 со стороны, обращенной к отражателю 2. Для обеспечения прохождения хладагента в зоне сопряжения дополнитель ного светофильтра с вогнутым отражателем 2 по периферии последнего выпо нены отверстия 30. При этом электровентилятор 4 располагается вблизи ос вого отверстия отражателя 2. Прожектор с принудительным охлаждением оптических элементов работает следующим образом. При подключении прожектора к питающей аппаратуре (не показана) наблюдается существенное |повышение температуры оптических эл (ментов, особенно светофильтра, если В его качестве используется инфракрасный фильтр, и анодного узла источника света. Включение электровентилятора 4 системы принудительного охлаждения прожектора обеспечивает циркуляцию хладагента (воздуха) вбли зи наиболее нагретых участков оптических элементов, а именно: в полос 21, ограниченной светофильтром 3 с инфракрасной пленкой 18 и дополнител ным светофильтром 19, а также вблизи анодного узла 10 импульсной лампы (движение хладагента показано стрелками ) . Генерируемое импульсной лампой 1 оптическое излучение преимущественно в спектральном интервале 0,18-4,5 мк соответствующем спектру ксеноновой плазмы и пропусканию кварцевой источника, собирается отражателем 2 и направляется на поверхность дополнительного светофильтра 19 из красного стекла КС28. Этот светофильтр поглощает ультрафиолетовое и коротковолновую часть видимого ИЗЛУчения, падающего на него, пропуская излучение с длинами волн, превышающи ми 0,66 мкм, и при этом нагревается до определенной температуры. Пропущенное светофильтром 19 оптическое излучение в спектральном интервале , 66-2,7 мкм частично поглощается в органической инфракрасной пленке 18 светофильтра 3 в спектральном интервале /v о, 66-0, 86 мкм, вызывая нагревание ее до более низкой темпера туры по сравнению с прожектором, в котором отсутствует подобный дополнительный светофильтр. Наделяемая при этом на светофильтрах тепловая мощность эффективно отбирается движущимся в полости 21 хладагентом и после суммирования с мощностью, выделяемой на анодном уэле, переноситс через отверстия 17 во фланце 16 в по лость 9, где при помощи ребер 7 через стенки корпуса 6 осуществляется теплообмен с окружающей прожектор средой. Проходящее через систему описанных фильтров, генерируемое прожектором оптическое излучение соответствует преимущественно спектральному интервалу О, 86-1,2 мкм, в котором чувствительны современные фотокатоды приборов ночного видения. Аналогичным образом работает прожектор непрерывного действия, (фиг. 1) за исключением того, что генерируемое ксеконовой коротко-дуговой лампой 1 и падающее на многослойное интерференционное диэлектрическое покрытие 29 секторов 27 дополнительного светофильтра оптическое излучение отражается от указанного покрытия только в спектральном интервале, например, , 65-0, 85 мкм, тогда как остальная часть излучения поступает на поверхность инфракрасной пленки 18 светофильтра 3/ в которой, таким образом, поглодается ультрафиолетового и коротковолновая часть излучения видимой области спектра. Применение в прожекторе описанной система охлаждаемых фильтров с многослойным интерференционным покрытием позволяет существенно снизить температуру на основfiOM светофильтре и повысить крутизну спектральной характеристики пропускания фильтров при одновременном устранении демаскировки излучения для темноадаптированного глаза человека. Формула изобретения 1.Прожектор с принудительным охлаждением оптических элементов, содержащий корпус с оребренными стенками, с фронтальной стороны которого расположен светофильтр, отражатель с осевым отверстием, установленный в корпусе с зазором для прохождения в нем хладагента и сопло для направления хладагента на источник света с размещенным в нем электровентилятором , отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, он имеет установленный на отражателе дополнительный светофильтр с осевьм отверстием, а сопло установлено в отверстие дополнительного светофильтра. 2.Прожектор по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный светофильтр выполнен из материала, поглощающего электромагнитные излучения с длинами волн от 0,18 до 0,66 мкм. 3.Прожектор по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный -светофильтр ьыполнен из стекла типа КС-28. 4.Прожектор по п. 1, отличающийся тем, что дополнитель