Осветитель для проекционных устройств

 

Союз Советских

Сщиапистических

Реснубкик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕтюнИЯ ""

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.сеид-ву р 613282 (22) Заявлено 20.07.79 (21) 2800393/18-10 ®) + с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

С 03 В 21/16

Государственный комитет

СССР

rro делам изобретений и открытий

Опубликовано 1 0881 Бюллетень Ж 30

Дата опубликования описания 150881 (53) УДН 628.9 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.В.Сысоев, М.П.Овсянников и В.Г.Пчелкин (13) Заявитель (54 } ОСВЕТИТЕЛЬ ДЛЯ ПРОЕКЦИОННЫХ

УСТРОЙСТВ

Изобретение относится к проекционно-осветительной технике и может быть использовано в осветителях проекционно-оптических устройств, софитах, прожекторах, а также в проекци5 онных устройствах, работающих в условиях невесомости.

По основному авт.св. 9 613282 известен осветитель, используемый пре- . имущественно в проекционных устройствах, работающих в условиях невесомости. Этот осветитель содержит смонтированную в корпусе проекционную лампу накаливания, выполненную с металлизированной поверхностью, разрез45 ной теплофильтр, заключенный в оправку с кольцевой полостью, линзовый конденсатор, тепловые трубы„ одна из которьлс прикреплена к колпачку лампы накаливания, вьятолиениого с 29 полостью, а другая прикреплена к оправе теплофильтра, выполненной с кольцевой полостью, при этом полости колпачка и оправы теплофильтра соединены с полостями тепловых труб и выиожеиы фитильным слоем с жидкостью в порах.

Для улучшения теплового контакта между колбой лампы накаливания и колпачком, теплофильтром и оправой поверх.ности теплофильтра и колпачка снабже- ЗО ны эластичным теплопроводящим сло-. ем 1) . днако в известном осветителе стекло теплофильтра, например СЗС-7 или СЗС-,14, имеет невысокий коэффициент теплоотдачи на оправу и особенно в условиях невесомости. Несмотря на то, что в осветителе активно охлаждают оправу теплофнльтра и зону теплофильтра, прилегающую к or-раве, а также применяют теплофильтр, выполненный из отдельных пластин, центральная зона теплофильтра все же перегревается. Это приводит к изменению теплового равновесия и изменению линейных размеров элементов осветителя,. а также растрескиванию пластин теплофильтра, что приводит к нестабильности оптических параметров осветителя.

Кроме того, в осветителе имеет место утечка тепла в зону освещения, что ухудшает эксплуатационные характеристики осветителя °

Цель изобретения — повьааение стабильности оптических параметров осветителя.

Указанная цель достигается тем, что-осветитель снабжен размещенными между пластинами теплофильтра пусто855597 телыии прокладками, стенки которых герметично прикреплены к оправе теплофильтра, а полости прокладок, на внутренней поверхности которых нанесен капиллярно-пористый материал, пропитанный жидкостью, образуют с полостью оправы теплофильтра единую герметичную систему.

На фиг.l показана конструкция предложенного осветителя для проекционногo устройства, предиазначенного для визуального контроля печатных плат в проходящем и отраженном светах; на фиг.2 - разрез А-A на фиг.l; на фиг.3 - внд Т на фиг.l.

Предложенный осветитель содержит лампу 1 накаливания с колпачком 2, теплофильтр 3 в оправе 4, линзовый конденсатор 5, радиаторы 6 охлаждения, корпус 7, тепловые трубы 8 и 9, одна из которых 8 жестко прикреплена к колпачку 2. Колпачок 2 выполнен с полостью 10, которая снабжена пот ристым фитильным слоем 11 с жидкостью

12 в порах, и эта полость 10 каналом

l3 соединена с полостью 14 регулируемой тепловой трубы 8. Другая тепловая труба 9 жестко прикреплена к корпусу 2. Оправа 4 теплофильтра 3 выполнена с кольцевой полостью 15, которая также снабжена фитильным слоем ll с рабочей жидкостью 12 в порах. Полость 15 оправы 4 каналом 16 соединена с полостью 17 тепловой трубы 9., Тепловые тюубы 8 и 9 содержат на внутренних поверхностях также фитиль» ный слой 11 с рабочей жидкостью 12 в порах. Фитильный слой ll выполнен иэ металлического войлока и приварен (припечен) к внутренним полостям 10, 15 14 13, 16 и 17. Поры фитильного слоя 11 насыщены рабоче жидкостью 12. Толщина фитяльного слоя количество жидкости и тип жидкости зависят от капитального режима работы осветителя, тепловой мощности, которую необходимо отвести от эоны, нагрева. Величина пор в фитильном слое зависит от свойства рабочей жидкости и соответствующей этому типу жидкости капиллярных свойств с учетом диапазона температур. Радиаторы

6 охлаждения прикреплены к тепловым трубам 8 и 9 в зоне охлаждения. В качестве радиаторов охлаждения может быть корпус..или кожух прибора. Форма радиатора может быть любой с максимальной величиной поверхности, излучающей тепло. Для поввааения теплоотдачи цвет радиаторов черный. Ддя повышения стабильности теплового ре.жима тепловые трубы 8 и 9 аыйолиеиы регулируемые с газовым регулированием, каналами 18 и 19 они соединены с газовыми резервуарами 20 и 21, заполненными инертным газом, например азотом. Пружинящая оправа 22 удерживает линзы конденсатора 5 в корпусе

7. Теплофильтр 3 выполнен разрезным иэ пластин 23 ° Оправа 4 теплофильтра 3 выполнена с горизонтально пересекающими световое поле тонкостенными пластинами 24, которые снабжены полостями 25. Полости 25 снабжены фитильным слоем 26 и соединены с по» лостью 15 оправы ll теплофильтра 3.

Пластины 23 размещены между пластинами 24 оправы 4 теплофильтра 3. Норы фитильного слоя 26 также заполнены рабочей жидкостью 12. Для повышения конвекционного отвода тепла элементы осветителя выполнены из теплоемкого материала. Для повышения излучающей способности отвода тепла элементы осветителя выполнены с зачер15 неннымн поверхностями. Осветитель юстирован по оптической оси. Тепловая .труба 8 выполнена с возможностью перемещения вместе с лампой 1.

Осветитель работает следующим обЗ1 разом.

Пучок света лампы 1 прямой и отраженный от параболического отражателя

27 проходит через теплофильтр 3 и конденсатор 5. Причем световая составляющая пучка света проходит через теплофильтр 3, а его тепловая составляющая поглощается теплофильтром 3.

Отвод тепла от осветителя осуществляется следующим образом.

В зоне нагрева колпачка 2 лампы l происходит активное испарение рабочей жидкости 12 из пор фитильного слоя 11, при этом пар активно отводит тепло от лампы l. В качестве теплоносителя может быть использована дистиллированная вода, которая обладает хорошими теплофизическими свойствами ° Тепловые трубы 8 и 9 вакуумированы. Глубина вакуумирования опрей деляет температуру активного ucnapegg ния. Далее пар вследствие увеличения давления в полости 10 через канал 13, полость 14 тепловой трубЫ устремляется к более холодному участку эоны конденсации пара, в которой пар конденсируется нафитильный слой, Поскольку рабочая жидкость 12 из полости 10 нагрева активно испаряетмя, то под действием капиллярных сил охлажденная жидкость из зоны конденсации постоянно подводится по @ фитильному слою 11 к зоне испарения. ,Таким образом, до тех пор,пока име ет место нагрев, постоянно происхо дит процесс теплообмена путем транс портирования рабочей жидкости 12 из.

5$ эоны нагрева в зону охлаждения в виде пара и подвод к зоне нагрева охлажденной жидкости по капиллярам фитильного слоя 11

В зоне конденсации тепловой трубы

4яу 8 образуется зона раздела гаэ-пар.

При увеличении давления в зоне испарения вследствие увеличения температуры зона раздела газ-пар смещается в сторону газового .резервуара, вследст4$ we чего эффективная поверхность эоны

855597 конденсации увеличивается и соответственно увеличивается теплоотдача, повышается интенсивность подвода охлажденной рабочей жидкости 12 в зону 10 нагрева, что поддерживает в зоне отвода тепла постоянство температуры.

Теплофильтр 3 задерживат тепловую . часть спектра. Тепловая энергия пластин 24 теплофильзра отводится через пластины 2 и оправу 4. При нагреве теплофильтра 3 жидкость 12 из фитильного слоя 26 активно испаряется и пар из полости. 25 попадает в кольцевую полость 15 оправы 4, из кольцевой полости 15 пар через канал 16 и полость 17 под действием перепада 15 давления транспортируется в зону .охлаждения тепловой трубы 9. Радиатор 6 конвекцией и излучением рассеивает тепло от теплофильтра 3 и лампы

1. В связи с тем, что пластины 24 эО равномерно размещены по полю теплофильтра, это улучшает постоянство температуры в пластинах 24, исключает их растрескивание.

В зонах нагрева теплофильтра при 25 работе осветителя происходит непрерывное испарение рабочей жидкости из пор Фитильного слоя 26 и ll, охлажденный конденсат за счет капиллярных сил по фитильному слою постоянно возвра- ЗП щается в зону нагрева. При повышении температуры теплофильтра повышается давление в зоне нагрева, пар активнее поступает в зону конденсации теп-. ловой трубы 9. Рабочая жидкость обла- 35 дает значительной теплоемкостью в зависимости оТ глубины вакуумирования определенной температурой активного испарения н, что особенно важно При регулируемом процессе, пар воды не вступает в реакцию с инертным газом, азатом, обеспечивая зону раздела паргаз. При работе осветителя в зоне конденсации радиаторов 6 тепловой трубы 9 на определенном уровне создается зона раздела пар-гаэ, которая 45 обеспечивает постоянство температуры теплофилътра 4. При повщаении температуры зона раздела смещается в .сторону газового резервуара (баллона)

21, при этом увеличивается площадь Я) конденсации. При увеличении парооб- разования пропорционально увеличи вается приток охлажденной жидкости

12 в эоны нагрева теплофильтра, что обеспечивает высокую стабилъиость температуры в тенлофильтре, исключает перегрев, особенно средней части теплофилътра, и это исключает его растрескивание и утечки тепловой энергии совместно со световой на объект ое-. вещения. Соответственно при уменъше- 40 нии нагрева теплофилътра эона раздела пар-гаэ смещается в сторону осветителя.

Для обеспечения автоматического регулирования .температуры при рас- 65 чете осветителя увеличивается мощность лампы, цветность и температу° ра нити накала, мощность светового потока, попадающего на теплофнльтр, материал н масса теплофнльтра, коэффициент поглощения тепловых лучей теплофильтром, теплоемкость материалов пластин 24, оправы 4, корпуса 7 тепловой трубы 9, фитильного слоя 26 и 11, радиатора 6. Увеличивается также необходимое количество рабочей жид

:;ости 12, вид теплоносителя и его теь. пература активного испарения.

Кроме того, учитывается температура окружающей среды, излучающие споссбности материалов, их конФигурация площади поверхностей и другие факторы.

Для повышения теплового контакта лампы l с колпачком 2 и теплофильтра 3 с оправой 4 и пластинами 24 на поверхностях лампы 1 и теплофильтра

4 в зонах соприкосновения с колпачком

2 и оправой 4 и пластинами 24 соответственно на лампе 1 и колпачке 2,, а также п.частинах теплофильтра 3 и пластинах 24 и оправе 4 нанесен слой легкоплавкого металла, с помощью которого соприкасающиеся поверхности лампы 1 и колпачка 2, а также пластины теплофильтра 23 и пластины 24 свариваются в процессе изготовления осветителя. При работе осветителя температура нагрева в местах спая значительно ниже, чем температура его расплавления °

Толщина пластин 24, пересекающих световое поле, 0,8-1,0 мм.

Расположение пластин 24 с теплофильтром 3 перед конденсатором 5 при столь малой толщине пластин практически не искажает световое поле на выходе конденсатора 5, так как конденсатор перемешивает пучок света со всего светового поля, а поперечная площадь пластин от общего поля не более 1В, влияние пластин на световой пучок на выходе конденсатора практически можно не учитывать. Наличие. поперечных световых бликов на выходе конденсатора за счет пластин также исключается в связи с перемешивающей способностью конденсатора.

Преимуществом предложенного осветителя является простота конструкции, отсутствие нагнетателей и связанных с ними параэитных вибраций н акустических,электрических и магнитныхшумов, отсутствие проблем з агряз нения теплоносителей,кавитации насосов и их температурных ограничителей, отсутствие за.трат электроэнергии на перемещение теплоносителя, воэможность работы против . сил тяготения, простота обслуживания, долговечность, малая масса на единицу передаваемой тепловой мощности, большая эффективность,теплопроводность, высокая надежность в работе.

Обеспечение заданных температурных

855597

Формула изобретения

87 режимов с воэможностью их автоматического регулирования.

Кроме того, предложенный осветитель улучшает проблемы обеспечения безопасности. обслуживания, так как все нагреваемые участки, с которыми соприкасается оператор, могут быть теплоизолированы беэ ущерба теплообмена, а места охлаждения ограждены, например, сеткой.

Особая эффективность предложенного осветителя заключается в том, что, ® обеспечивается стабильная невысокая температура в зоне лампы накаливания и .равномерная пониженная температура по всему полю теплофипьтра. Это повышает ресурс работы лампы накаливания, исключает растрескивание теплофильтра и в целом увеличивает ресурс работы осветителя и улучшает его технические характеристики.

Осветитель для проекционных устройств по авт.св. Ф 613282, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности оптических параметров, он снабжен размещенными между пластинами теплофильтра пустотелыми прокладками, стенки которых герметично прикреплены к оправе теплофильтра, а полости прокладок, на внутррнней поверхности которых нанесен капиллярно-пористый материал, пропитанный жидкостью, образуют с полостью оправы теплофильтра единую герметичную систему.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 613282, кл. G 03 В 21/16, 1977 (прототип) .

855597

25;2

25;26

Рие. 2

Рис. Ю

Составитель С.Коврина

Техред М. Коштура Корректор Е. Рошко

Редактор Л.Повхан

Заказ 6903/66 Тираж 506 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4