Инфракрасный излучатель

 

Изобретение предназначено для использования при локальном нагреве и обеспечивает повышенную эффективность нагрева. Излучатель содержит осесимметричный отражатель 2 в виде тела вращения части эллипса, нагреватель 8, установленный по окружности, описанной внутренним фокусом этого эллипса, плоский отражатель 9 с отверстием 10, соосным с отражателем 2, и центральный отражатель 11 в виде части эллипсоида вращения. Фокусы последнего расположены на оси симметрии отражателя 2 по разные стороны от отражателя 9, причем внутренний фокус отражателя 11 и внешний фокус отражателя 2 расположены симметрично относительно отражателя 9, а размеры отражателя 11 выбраны из условия ω<SB POS="POST">2</SB>≤ω<SB POS="POST">1</SB>≤ω<SB POS="POST">3</SB>. При работе прибора излучение с нагревателя 8, направляемое отражателем 2 в его внешний фокус, отражается от отражателя 9, проходит через внутренний фокус отражателя 11 и после отражения через отверстие 10 направляется во внешний фокус отражателя 2. Повышение эффективности нагрева достигается благодаря уменьшению угла нормалью к нагреваемой поверхности 13 и сформированным пучком лучей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1», 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

8 511 16 11 1l (21) 4292021/23-33 (22) 26.05.87 (46) 23.11.90. Бюл, М 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) М.С.Городинский и А.Е.Ковалев

1. (53) 621,365.41(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 452925, кл, Н 05 8 1/00, 1974. (54) ИНФРАКРАСНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ (57) Изобретение предназначено для использования при локальном нагреве и обеспечивает повышенную эффективность нагрева. Излучатель содержит осесимметричный отражатель 2 в виде тела вращения части эллипса, нагреватель 8, установленный по окружности, описанной внутренним фокусом этого эллипса, плоский отражатель

„„ Ы„„1608398 А1 (и)з F 24 С 15/22, F 21 Ч 7/14

9 с отверстием 10, саосным отражателю 2, и центральный отражатель 11 в виде части эллипсоида вращения, Фокусы последнего расположены на оси симметрии отражателя

2 по разные стороны от отражателя 9, причем внутренний фокус отражателя 11 и внешний фокус отражателя 2 расположены симметрично относительно отражателя 9, а размеры отражателя 11 выбраны из условия а в1 < вз. При работе прибора излучение с нагревателя 8, направляемое отражателем 2 в его внешний фокус, отражается от отражателя 9, проходит через внутренний фокус отражателя 11 и после отражения через отверстие 10 направляется во внешний фокус отражателя 2, Повышение эффективности нагрева достигается благодаря уменьшению угла между нормалью к нагреваемой поверхности 13 и сформированным пучком лучей. 2 ил, 1608398

0 <в4 <вц, Ж И1 Ж, Изобретение относится к технике инфракрасного нагрева и предназначено для использования при локальном нагреве, Цель изобретения — повышение эффективности нагрева.

На фиг.1 показан излучатель, поперечное сечение; на фиг.2 — часть эллипса, поперечное сечение.

Излучатель содержит корпус 1, внутри которого установлен осесимметричный отражатель 2 с круговым окном 3 излучения, представляющий собой тело вращения части эллипса относительно оси 4, Большая ось

5 части эллипса пересекает под острым углом ось 4 во внешнем его фокусе 6, а по окружности, описанной внутренним фокусом 7 части эллипса, размещен нагреватель

8. В корпусе 1 в плоскости кругового окна 3 излучения, перекрывая его, перпендикулярно оси 4 установлен плоский отражатель 9 с отверстием 10, соосным осесимметричному отражателю 2. В центре корпуса 1 размещен центральный отражатель 11, выполненный в виде части эллипсоида вращения, фокусы которого расположены на оси 4 по разные стороны от плоскости кругового окна 3 излучения так, что внутренний фокус 12 части эллипсоида вращения симметричен фокусу 6 части эллипса относительно плоскости кругового окна 3 излучения, При этом выполняется соотношение где в1 — телесный угол, под которым виден центральный отражатель 11 из внутреннего фокуса 12 части эллипсоида вращения; й> — телесный угол, под которым видно круговое окно излучения 3 из внешнего фокуса 6 части эллипса; аз — телесный угол, под которым виден круг, ограниченный окружностью, описанной внутренним краем части эллипса, из внутреннего фокуса 12 части эллипсоида вращения.

Объект 13 нагрева установлен в точке, совмещенной с внешним фокусом 14 части эллипсоида вращения, причем внутренний

12 и внешний 14 фокусы части эллипсоида вращения могут быть несимметричны относительно плоскости кругового окна 3 излучения, а фокусы 6 и 14 могут быть как совмещены, так и не совмещены.

При этом телесные углы, под которыми видны иэ внешнего фокуса 14 части эллипсоида вращения, центральный отражатель

11 и отверстие 10, равны между собой.

Отверстие 10 закрыто пропускающей излучение пластиной 15. В корпусе 1 выпол10

55 нен круглый канал 16, закрытый защитной пластиной 17 для наблюдения за объектом

13 нагрева. При этом выполнено соотношение где о>4 — телесный угол, под которым виден канал 16 из внутреннего фокуса 12 части эллипсоида вращения; и 5 — телесный угол, под которым виден круг, ограниченный окружностью, описанный внутренним краем части эллипса, из внешнего фокуса 6 части эллипса.

Центральный отражатель 11 для целей юстировки оптической системы и регулирования условий облучения обьекта нагрева как по величине облученности, так и по ее распределению в зоне нагрева может быть выпал не н подвиж н ым вдоль (а если необходимо, то и поперек) оси осесимметричного отражателя 2. Он также может быть выполН8Н в виде сьемной вставки, позволяя изменять форму части эллипсоида вращения и, следовательно, расстояние от излучателя до эоны нагрева и условия облучения объекта нагрева в ней.

Излучатель работает следующим образом.

Инфракрасное излучение, испускаемое нагревателем 8, направляется отражателем

2 во внешний фокус 6 части эллипса, отразившись от плоского отражателя 9, проходит через внутренний фокус 12 части эллипсоида вращения и падает на центральный отражатель 11. При этом попадание всего сформированного отражателем 2 излучения на отражатель 11 обеспечивается соотношением и>2 в, а воэможность экранирования отражателем 11 лучистого потока, сформированного отражателем 2, исключается соотношением в1 из . Далее излучение через отверстие 10 направляется во внешний фокус 14 части эллипсоида вращения, где расположен объект 13 нагрева. Условие равенства телесных углов, под которыми видны из фокуса 14 центральный отражатель 11 и отверстие 10, обеспечивает выход через отверстие 10 лучистого потока, сформированного только центральным отражателем 11. Пластина 15, пропуская излучение, предохраняет полированные поверхности отражателей 2,9 и 11 от загрязнения. Наблюдение за объектом 13 нагрева осуществляется через ка. ал 16, закрытый пластиной. 17. При этом возможность наблюдения обеспечивается условием

0 (иц, а попадание сформированного лу1608398

coz о вз, чистого потока в канал 16 исключается условием а <щ.

При использовании изобретения повышается эффективность нагрева за счет увеличения облученности объекта нагрева при 5 неизменной мощности излучения путем сведения к нулю угла между осью пучка сформированного излучения и нормалью к нагреваемой поверхности.

Формула изобретения

Инфракрасный излучатель, содержащий осесимметричный отражатель с круговым окном излучения, выполненный в виде 15 тела вращения части эллипса, большая ось которого пересекает ось симметрии отражателя во внешнем его фокусе под острым углом, и нагреватель, установленный по окружности, описанной внутренним фокусом 20 части эллипса. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева, он снабжен перекрывающим круговое окно излучения осесимметричного отражателя плоским отражателем с отверстием, соосным последнему и центральным отражателем в виде части эллипсоида вращения, фокусы которого расположены на оси симметрии осесимметричного отражателя по разные стороны от плоского отражателя, причем внутренний фокус центрального отражателя и внешний фокус части эллипса расположены симметрично относительно плоского отражателя, а размеры центрального отражателя выбраны из условия где со — телесный угол, под которым виден центральный отражатель из его внутреннего фокуса; вг — телес ый угол, под которым видно круговое окно излучения осесимметричного отражателя из внешнего фокуса части эллипса; (вз — телесный угол, под которым виден круг, описанный внутренним краем части эллипса из внутреннего фокуса центрального отражателя,