Осветитель для проекционных устройств
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
)$1) bA Kgl 3 с присоединением заявки № (23) Приоритет
G 03 В 21/16
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК628; 9 (088. 8) Опубликовано 15.09.82.Бюллетень ¹ 34
Дата опубликования описания 15.09.82 (72) Авторы изобретения
М.П.Овсянников, A.B.Ñûooåâ, В.Г.Пчелкин и (71) 3а яв и тель (54) ОСВЕТИТЕЛЬ ДЛЯ ПРОЕКЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ
Изобретение относится к проекционно-осветительной технике и может быть использовано в осветителях проекционно-оптических устройтв, софитах, прожекторах, работающих ограниченное время.
Известно проекционное устройство, содержащее лампу накаливания, теплофильтр, линзовый конденсор, держатель теплофильтра, в котором для управления температурными ре.жимами и для исключения вибраций применяют тепловые трубы, которые прикреплены к держателю теплофильтра и колпачку лампы накаливания ь1).
Недостатком такого осветителя яв« ляется невысокая точность автоматического регулирования температурными и оптическими параметрами.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является осветитель, со-. держащий лампу накаливания, теплофильтр, линзовый конденсор, держатель теплофильтра и тепловые трубы, которые прикреплены к держателю теплофильтра и колпачку лампы накаливания. В этом осветителе для повышения активности отвода тепла от теплофильтра, последний выполняют разрезным, состоящим из горизонтальных пластин, между которыми помещают тепловые трубы, выполненные в виде пластин, полости которых соединяют с кольцевой полостью держателя теплофильтра, При этом кольцевую полость теплофильтра соединяют с тепловой трубой (2j.
В известном осветителе тепловые трубы н:их радиаторы выполнены сложной конструкцией и большой массы, а для отвода от них тепла необходимо принудительное охлаждение. Кроме того, в осветителе невысокая конвективная теплоотдача.
Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение теплоотвода.
Указанная цель достигается тем, что осветитель снабжен соединенной с оправой теплофильтра и эаполненчой легкоплавким материалом полостью с сильфоном, в которой расположена тепловая труба с радиатором охлажде. ния, а охлаждающий элемент выполнен в виде заполненной легкоплавким материалом полости с сильфоном, в которой расположен теплопроводящий штырь с установленным на нем радиатором охлаждения, при этом между лампой на- . каливания и светофильтром введен светоделительный фильтр.
959018 На чертеже показан осветитель, разрез.
Осветитель содержит лампу накаливания 1, колпачок 2, линзовый конденсор 3, теплофильтр 4, держатель 5 теплофильтра 4 с тепловой трубой 6 и радиатором 7. Держатель 5 теплоФильтра 4 снабжен герметичной полостью 8 с сильфоном 9, которая заполнена легкоплавким материалом 10 и в ней помещена тепловая труба 6 с радиатором 7.
Колпачок 2 снабжен герметичной полостью 11 с сильфоном 12, которая заполнена легкоплавким материалом 13.
В полости 11 колпачка .2 помещен теплопроводящий штырь 14 с радиатором
15. Между лампой накаливания 1 и теплофильтром 4 установлен светоделительный фильтр 16. Осветитель также содержит отражатель 17, кожух 18, патрон 19.
Между колпачком 2 и лампой накаливания 1 для улучшения теплового контакта помещен теплопроводящий материал 20, например теплопроводящий клей. Полость.11 колпачка 2 заполнена легкоплавким материалом 13, например гидратом окиси бария.
Держатель 5 теплофильтра 4 в Жолнен с кольцевой полостью 21, которая соединена с полостью 22 тепловой трубы. Кольцевая полость 21 и полость .22 изнутри выложены фитильным слоем .23, например путенкой из медной проволоки. Поры фитильного слоя 23 заполнены жидкостью, например, дис- З5 тиллированной водой.
Кольцевая полость 21 представляет единое целое с тепловой трубой 6.
Внешне стенки кольцевой полости 21 снабжены игольчатым радиатором 24.. 40
Радиаторы 7 и 15 тепловой трубы 6 и теплопроводящего штыря 14 выполнены также игольчатыми.для повышения активности теплового рассеения.
Отражатель 17 выполнен с металли- 45 зированной светоотражающей поверхностью 25. Кожух 18 выполнен с желюзями.
Светоделительный фильтр 16 представляет собой пластину 26, на которую нанесен светоделительный слой 27.
Линзовый конденсор 3 состоит из трех линз, собирающей линзы 28 и двух плосковыпуклых линз 29 и 30.
Теплофильтр 4 и светоделительный фильтр 16 установлены между себираю55 щей линзой 28 и линзой 29.
Оптическая часть осветителя выполнена с возможностью юстирования.
Плоскость нити накала лампы 31, лам- 6 пы 1, отражатель 17, линзовый конденсор 3 юстированы относительно друг. друга вдоль оптической оси О-О.
Все металлические части осветителя для повышения теплового излучения эачернены. 65
Осветитель работает следующим образом.
Световой поток лампы накаливания
1,а также отраженный световой поток от отражающей поверхности 25, отражателя 17 через собирающую фокусирующую линзу 28 попадает на светоделительный слой 27, который избирательно пропускает видимую (холодную ) коротковолновую часть спектра и .отражает на холодный держатель 5 теплофильтра 4 тепловую, длинноволновую, инфракрасную и красную части спектра. Далее световая часть спектра, а также тепловая составляющая спектра частично прошедшая через.светоделительный фильтр 16, поступает на теплофильтр 4. При этом теплофильтр
4 видимую составляющую спектра пропускает, а остаток тепловой состав-. ляющей части спектра поглощает и конвективно сбрасывает на держатель
5 теплофильтра 4. Линзовый конденсор 29 и 30 световой поток холодной. части спектра, прошедший через теплофильтр, передает на объект подсветки, например на слой печатной платы или фотошаблон (не показан). "
Колпачок 2 работает в следующем тепловом режиме. Тепловая энергия лампы накаливания 1 под действием сил гравитации и излучающих свойств поступает в зону колпачка 2 через эластичный теплопроводящий слой 20 и нагревает колпачок 2, теплопроводящий штырь 14 и его радиаторы 15, находящиеся в полости сильфона 12.
При этом нагревается легкоплавкий материал 13 °
При нагревании и плавлении легкс плавкого материала 13 происходит увеличение его объема, которое компенсирует сильфон 12. Кроме того, герметичный сильфон 12 предохраняет гидрат окиси бария от взаимодействия с окружающей средой.
Плавление легкоплавкого материала 13 активно происходит на поверхности колпачка 2, теплопроводящего штыря 14 и его радиаторах 15.
Расплавленный материал 13, расширяясь в объеме, начинает всплывать (выталкиваться 1 верх вдоль теплопроводящего штыря 14 и его радиаторов
15 в сильфон 12, а более холодный и тяжелый материал под действием пружинящих сил сильфона 12 активно оседает на колпачок 2. При этом происходит активное охлаждение радиаторов 15, теплопроводящего штыря 14 и колгачка .2. Таким образом, в течение времени плавления легкоплавкого материала 13 температура в зоне коллачка 2 постоянная.
После выключения осветителя происходит охлаждение всех элементов колпачка 2, гидрат окиси бария также охладится и закристаллизуется.
959018 ет всплывать (выталкиваться ) вдоль тенок тепловой трубы 6 в полость сильфона 9. Более холодный парафин под действием пружинящих сил сильфона 9 активно оседает на наружные стенки полости 21 и охлаждает в прилегающем к этим стенкам фитильном слое 23 жидкость. Во время плавления парафина будет поддерживаться постоянная температура на радиаторах I0 7 и 24, тепловой трубе 6.
Таким образом, конструкция держателя теплофнльтра обеспечивает постоянную температуру в зоне теплофильтра 5, светоделительного фильт15 ра 16, линзового конденсора 3 и обес- печивает. автоматический режим регулирования тепловыми процессами све. тового потока осветителя.
Масса (объем ) жидкости, масса деръо жателя, 5 теплофильтра 4, поверхнос ти рассеяния тепла рассчитываются в зависимости от мощности излучателя (лампы накаливания 1). Масса парафина рассчитывается в зависимости от длительности работы осветителя, мар" ка парафина выбирается в зависимости от требуемой температуры в зоне теплофильтров.
При расчете сильфона 9 учитывается температурное объемное расширение легкоплавкого материала 10. Тем- . пературные параметры держателя 5 теплофильтра 4 рассчитываются по взаимосвязи с температурными. параметрами колпачка 2.
При выключении осветителя парафин охлаждается и уплотняется. Сильфон 9 сжимается и приходит в исходное положение.
В предлагаемом осветителе упро40 щена конструкция, так как отсутствуют нагнетатели принудительного охлаждения и повышена теплоотдача;
Формула изобретения отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения теплоотвода, он снабжен соединенной с оправой теплофильтра и за- . полненной легкоплавким материалом полостью с сильфоном, в которой рас-. положена тепловая труба с радиатором охлаждения, а охлаждающий элемент выполнен в виде заполненной легкоплавким материалом полости с сильфоном, в которой расположен теплопроводя65 щий штырь с установленным на нем
Сильфон 32 за счет .пружинящих сил возвратится в исходное положение.
Объем полости 11 колпачка 2 и количество массы легкоплавкого материала 13 рассчитываются в зависимости от мощности лампы накаливания 1, длительности работы осветителя. Мар-. ку легкоплавкого материала 13 выбирают в зависимости от требуемой температуры нагрева колпачка 2 ° При расчете сильфона 12 учитывается температурное объемное расширение легко° плавкого материала 13. .Таким образом, конструкция колпачка 2 обеспечивает постоянную температуру в зоне лампы накаливания 1 и обеспечивает автоматический режим регулирования с высокой точностью без вибраций, энергозатрат, бесшумно и обеспечивает высокую стабильность температурных и оптичес ких параметров осветителя. Применение в качестве теплоносителя материала с высокой удельной теплоемкостью, например гидрата окиси бария, позволяет кроме указанного, повысить время непрерывной работы осветителя и эффективность теплоотвода.
Держатель теплофильтра 5 работает в следующем температурном режиме.
Тепловая энергия, отраженная светоделительным фильтром 27, поступает на холодную поверхность держателя 5 теплофильтра 4 в его верхнюю часть.
Теплофильтр 4 конвективно сбрасывает тепло также на держатель 5 теплофильтра 4, который нагревается. При этом нагревается фитильный слой 23 и находящаяся в его порах жидкость, например дистиллированная. вода.
Пар, испаряясь из фитильного слоя
23 верхней части держателя 5 теплофйльтра 4, отбирает от нее тепло.
Пар образует равномерное паровое давление в.полостях 21 и 22. В поры фитйльного слоя 23, из которых испарилась жидкость, вследствие капил- 4 лярных сил сцепления (смачивания ) поступает жидкость от всех.охлажденных участков полостей 21 и 22.
Эти же капиллярные силы активно конденсируют разогретый пар на холодную 50 воду фитильного слоя 23 охлажденных участков. Процесс идет непрерывно;
При этом разогреваются наружные стенки полости 21 и тепловой трубы 6, а также радиаторы 24 и 7, которые сбрасывают тепло на легкоплавкий материал 1, равномерно по всей наружной поверхности 21 тепловой трубы 6.
Плавление легкоплавкого материала
10 (парафина ). происходит на всех разогретых поверхностях тепловой трубы, состоящей из полостей 21 и 22. При этом парафин, расплавляясь, обеспечивает на этих поверхностях постоянную температуру. Расплавленный парафин, расширяясь в объеме, начинаОсветитель для проекционных устройств, содержащий расположенные на оптической оси лампу накаливания с колпачком, конденсатор и теплофильтр, к оправе которого прикреплена тепловая труба с радиатором охлаждения, и соединейный с колпачком охлаждающий элемент с радиатором охлаждения, 959018
Составитель С. Коврина
Редактор Л. Авраменко Техред Т.Фанта Корректор E. Рококо
Заказ 7013/63 Тираж 488 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, K-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП * Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 р;щиатором охлаждения, при этом между .лампой накаливания и теплофнльтром введен светоделительный фильтр.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР Р 613182, кл. G 03 В 21/16, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2800393/18-10, кл. G 03 В 21/16 1979 (прототип).
