DE1589156C3 - Anordnung zur Verbesserung der Lichtausbeute bei Temperaturstrahlern - Google Patents

Description

ger Stelle in dem Bereich zwischen dem strichpunktiert und dem ausgezogen eingezeichneten Strahlengang angeordnet sein.

Bei einer bekannten Ausführung der gleichen Lampe ist die Rückseite des Kolbens als Kaltlichtspiegel ausgebildet, der sichtbare Strahlung reflektiert, aber für IR- und UV-Strahlung durchlässig ist. Für diese Ausführung ist der Kugelspiegel 6 vorgesehen, der bei 7 mit der Kolbenfassung verbunden und mit seinem Krümmungsmittelpunkt in der Strahlungsquelle angeordnet ist und der die an der Kolbenrückseite austretende Strahlung in die Strahlungsquelle zurückspiegelt. Diese Anordnung kann auch, bei allerdings verminderter Leistung, nur mit dem Kugelspiegel und ohne den Filters verwendet werden.

Auch gemäß Fig.3 ist ein Strahler 1 in einem Brennpunkt eines Ellipsoidspiegel 2 angeordnet. Die von der Strahlungsquelle 1 ausgehenden Strahlen werden in anderen Brennpunkt 9 des Ellipsoidspiegel 2 gesammelt. Für den Austritt der Nutzstrahlung hat der Ellipsoidspiegel 2 jedoch einen lichtdurchlässigen Bereich 10. Die von der Lichtquelle 1 in diesen Bereich 10 emittierten Strahlen würden also nicht in den Brennpunkt 9 reflektiert werden. Um auch diesen Teil der von dem Strahler 1 emittierten Strahlung zu nutzen, ist zwischen den beiden Brennpunkten 1 und 9 des Ellipsoidspiegel 2 eine Linse 11 angeordnet, die diesen Anteil der Strahlung ebenfalls in den Brennpunkt 9 lenkt. Dem lichtdurchlässigen Bereich 10 des Ellipsoidspiegeis 2 ist eine Faseroptik 11a nachgeschaltet, deren dem Brennpunkt zugewendete Fläche als halbkugelförmiger Filter 12 mit dem Brennpunkt 9 als Mittelpunkt ausgebildet und mit einer Reflexionsschicht ausgestattet ist, von der die Nutzstrahlung durchgelassen, die Infrarotstrahlung jedoch in den Brennpunkt 9 und über den Ellipsoidspiegel 2 in die Strahlungsquelle 1 zurückgeworfen wird. Ein Teil der von der Strahlungsquelle 1 emittierten Strahlung wird dabei dazu genutzt, eine Schalt- oder Regeleinrichtung für die Energiezufuhr zu steuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Verbesserung der Lichtausbeute bei Temperaturstrahlern, bei welcher die Gesamtstrahlung durch einen Strahlungsteiler in zwei Strahlungsarten aufgeteilt wird, von denen eine den Nutzlichtanteil liefert, während der Infrarot- und gegebenenfalls auch der UV-Anteil in die Strahlungsquelle zurückgeworfen wird, wobei der Strahlungsteiler ein Kaltlichtspiegel ist, der den Nutzlichtanteil der Strahlung reflektiert, und hinter diesem ein Kugelspiegel mit der von einer Projektionsbogenlampe gebildeten Strahlungsquelle als Mittelpunkt angeordnet ist, der den IR- und UV-Anteil der Strahlung zur Temperaturerhöhung in die Strah- '5 Iungsquelle zurückspiegelt, oder wobei ein Parabolspiegel mit seinem Brennpunkt in der Strahlungsquelle, ein Kaltlichtspiegel als Strahlungsteiler, der den Nutzlichtanteil der Strahlung reflektiert und ablenkt, im Strahlengang und ein Planspiegel hinter dem Kaltlichtspiegel unter rechtem Winkel zur Achse des Parabolspiegels angeordnet sind, wobei der Planspiegel den vom Kaltlichtspiegel durchgelassenen IR- und UV-Anteil der Strahlung in sich und über den Parabolspiegel in die Strahlungsquelle zur Temperaturerhöhung zurückspiegelt, oder wobei eine hinter einem halbkugelförmigen, mit dem Mittelpunkt in der Lichtquelle angeordneten, IR- und UV-Sirahiung reflektierenden Reflexionsfilter eine senkrecht zur konvexen Fläche des Reflexionsfilters angeordnete Faseroptik vorgesehen ist, die das Nutzlicht einer Beleuchtungsoplik zuführt, nach Patent 1247484, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Temperatur oder die temperaturabhängigen Betriebsdaten der Strahlungsquelle ansprechende Regeleinrichtung vorgesehen ist, die durch Beeinflussung der Zufuhr von Betriebsenergie zur Strahlungsquelle oder durch Unterbrechen des Strahlenganges der zur Strahlungsquelle zurückgeworfenen Strahlungsanteile, ein Ansteigen der Betriebstemperatur der Strahlungsquelle über den zulässigen Höchstwert verhindert

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   Das Hauptpatent hat eine Anordnung zur Verbesserung der Lichtausbeute bei Temperaturstrahlern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs zum Gegenstand. Es handelt sich dabei um verschiedene Ausführungen ⁵" eines Lösungsprinzips, bei dem durch Verwendung von Kaltlichtspiegeln oder Kaltlichtfiltern die IR- und UV-Anteile der Strahlung dazu benutzt werden, die Strahlungsquelle über diejenige Temperatur hinaus aufzuheizen, die durch die übliche Zufuhr von Betriebsenergie erreichbar ist Dadurch gelingt es, die Lichtausbeute auf ein Vielfaches des mit den bisherigen Mitteln erreichbaren Wertes zu steigern.

   Das dem Hauptpatent zugrundeliegende Lösungsprinzip ist jedoch nur dann anwendbar, wenn gewährlei- stet ist, daß durch die zusätzliche Aufheizung der Strahlungsquelle durch die in sie zurückreflektierten IR- und UV-Anteile die Temperatur der Strahlungsquelle nicht auf Werte erhöht wird, die für die Lebensdauer der Strahlungsquelle abträglich sind oder geradezu eine Zerstörung der Strahlungsquelle zur Folge haben. Diese Gefahr besteht vor allem bei der Verwendung von Glühfadenlampen als Strahlungsquelle, aber auch in anderen Anwendungsfällen.

   Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Anordnung nach dem Hauptpatent derart zu verbessern, daß die Betriebstemperatur der Strahlungsquelle den jeweiligen Erfordernissen, unter Berücksichtigung der Lebensdauer ihres Glühkörpers einerseits und der angestrebten bestmöglichen Nutzung der zugeführten Energie andererseits, angepaßt werden kann.

   Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

   Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Anordnung, kontinuierlich oder intermittierend, nicht mehr Energie zugeführt wird, als zur Erzielung und Aufrechterhaltung der gewünschten oder maximal zulässigen Temperatur des Strahlers erforderlich ist. Es wird so nicht nur möglich, den Strahler vor Beschädigungen durch allzu hohe Temperaturen zu schützen, sondern ganz allgemein den Strahler mit einer geregelten Temperatur zu betreiben.

   Dem Lösungsprinzip gemäß dem Hauptpatent werden durch diese Maßnahmen neue Anwendungsgebiete erschlossen, insbesondere die Anwendung auf Glühfadenlampen als Strahlungsquelle. In der Zeichnung sind ein erläuterndes Schaubild und, schematisch, zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

   F i g. 1 zeigt ein Schaubild der Strahlungsintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge der emittierten Strahlung für einige repräsentative Temperaturen der Strahlungsquelle,

   Fig.2 zeigt in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform,

   F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform.

   Wie aus dem Diagramm der F i g. 1 ersichtlich, gilt das Gesetz, daß die Intensität einer Strahlung mit steigender Temperatur zunimmt, nicht nur in dem in F i g. 1 schraffierten Bereich des sichtbaren Lichtes.

   Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel aus der Lichttechnik beschrieben, das Prinzip ist jedoch auch bei jeder anderen Art von Temperaturstrahlern anwendbar.

   Dem ersten Ausführungsbeispiel liegt eine handelsübliche Schmalfilm-Projektionsglühlampe zugrunde, bei welcher der Kolben durch Formgebung und Verspiegelung als Projektions-Beleuchtungs-System ausgebildet ist und von der Ausführungen mit und ohne Kaltlichtverspiegelung bekannt sind.

   Die Darstellung in Fig.2 zeigt einen Strahler 1, der im Brennpunkt des Ellipsoidspiegel 2 steht, der von der verspiegelten Kolbenrückseite gebildet wird. An der dem Ellipsoidspiegel 2 gegenüberliegenden Seite des. Strahlers 1 bildet der Lampenkolben den Kugelspiegel 3, dessen Krümmungsmittelpunkt in der Strahlungsquelle 1 liegt und der ringförmig die unverspiegelte Lichtaustrittsfläche des Kolbens umgibt. Die öffnung 4 ist durch einen Filter 5 verdeckt, der sichtbare Strahlung durchläßt IR- und UV-Strahlung hingegen zur Strahlungsquelle reflektiert. Der Filter 5 ist unter rechtem Winkel zur Achse des Ellipsoidspiegel im halben Abstand zwischen seinen beiden Brennpunkten angeordnet Die auf den Spiegel 2 fallenden Strahlungsanteile werden nach Abfiltern der IR- und UV-Anteile durch den Filters im zweiten Brennpunkt 8 des Spiegels gesammelt und bilden den Projektionslichtstrom. Die unmittelbar auf die Lichtaustrittsfläche 4 fallende Strahlung verläßt den Kolben in einem Strahlengang, der in strichpunktierten Linien eingezeichnet ist Meßeinrichtungen zur Steuerung der Regel- und Schalteinrichtungen der Anordnung, können an beliebi-