RU2039343C1

RU2039343C1 - Thermal irradiator

Info

Publication number: RU2039343C1
Authority: RU
Inventors: М.С. Исламов
Original assignee: Камский политехнический институт
Priority date: 1991-06-05
Filing date: 1991-06-05
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: thermal radiation sources. SUBSTANCE: heater is disposed onto the external surface of the core in thermal irradiator. Cavity of the radiator is made in form of ellipsoid of rotation. Surface of the ellipsoid is made to reflect radiation. Exit hole of the cavity of irradiator is disposed at larger axis of ellipsoid. EFFECT: improved efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технической физике, конкретнее к тепловым излучателям. The invention relates to technical physics, and more particularly to heat emitters.

Известно устройство для преобразования апертурного угла светового потока (1), содержащее источник излучения и отражатель в форме эллипсоида. Источник излучения (или вторичный источник) расположен на одном из фокусов эллипсоида. A device for converting the aperture angle of the light flux (1), containing a radiation source and a reflector in the form of an ellipsoid. The radiation source (or secondary source) is located at one of the foci of the ellipsoid.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является тепловой излучатель, содержащий сердечник с полостью и нагреватель на внешней поверхности сердечника (2). The closest in technical essence and the achieved effect is a heat radiator containing a core with a cavity and a heater on the outer surface of the core (2).

Недостатком известного теплового излучателя является относительно низкая эффективность излучения. A disadvantage of the known heat radiator is the relatively low radiation efficiency.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности излучателя. The present invention is to increase the efficiency of the emitter.

Эта задача решается за счет того, что в известном излучателе, содержащем сердечник с полостью и нагреватель на внешней поверхности сердечника, поверхность полости сердечника выполнена отражающей и имеет форму эллипсоида вращения, а выходное отверстие полости расположено на большой оси эллипсоида. This problem is solved due to the fact that in the known emitter containing a core with a cavity and a heater on the outer surface of the core, the surface of the core cavity is made reflective and has the shape of an ellipsoid of revolution, and the outlet of the cavity is located on the major axis of the ellipsoid.

На чертеже изображен продольный разрез теплового излучателя. The drawing shows a longitudinal section of a heat emitter.

Тепловой излучатель состоит из сердечника с полостью 1 в форме эллипсоида вращения с фокусами 2 и 3 и выходным отверстием 4, расположенным на большой оси 5 эллипсоида. На наружной поверхности сердечника размещен нагреватель 6 и слой теплоизоляции 7. Отдельные лучи теплового излучателя в полости обозначены позициями 8-17. Произвольные точки на поверхности полости, выполненной отражающей, обозначены буквами А, В, С. The heat radiator consists of a core with a cavity 1 in the form of an ellipsoid of revolution with foci 2 and 3 and an outlet 4 located on the major axis 5 of the ellipsoid. A heater 6 and a heat insulation layer 7 are placed on the outer surface of the core. Individual rays of the heat emitter in the cavity are indicated by 8-17. Arbitrary points on the surface of the cavity, made reflective, indicated by the letters A, B, C.

Работает излучатель следующим образом. The emitter operates as follows.

При работе нагревателя 6 тепловая энергия излучается в полость 1. Излучение во внешнее пространство предотвращается теплоизоляционным слоем 7. Каждая точка на поверхности полости, например, точка А испускает рассеянный свет лучи 8, 9, 10, 11 и т.д. При этом отдельные лучи (лучи 8 и 9) проходят через фокусы 2 (луч 8) и 3 (луч 9) эллипсоида вращения. Остальные лучи, например 10 и 11, минуют фокусы 2 и 3 и встречаются с поверхностью полости 1 в других точках, например луч 10 в точке В. During operation of the heater 6, thermal energy is radiated into the cavity 1. Radiation into the outer space is prevented by the heat-insulating layer 7. Each point on the surface of the cavity, for example, point A, emits scattered light rays 8, 9, 10, 11, etc. In this case, individual rays (rays 8 and 9) pass through the foci 2 (beam 8) and 3 (beam 9) of the ellipsoid of revolution. The remaining rays, for example 10 and 11, pass the foci 2 and 3 and meet with the surface of the cavity 1 at other points, for example, beam 10 at point B.

Лучи 8 и 9, прошедшие через фокусы 2 и 3, после нескольких отражений, в силу оптических свойств эллипсоида изменяют свое направление, постепенно приближаясь к большой оси 5, и наконец покидают полость 1 излучателя, проходя через выходное отверстие 4 в виде узкого пучка. Rays 8 and 9, passing through the foci 2 and 3, after several reflections, due to the optical properties of the ellipsoid, change their direction, gradually approaching the major axis 5, and finally leave the cavity 1 of the emitter, passing through the outlet 4 in the form of a narrow beam.

Луч 10 после встречи с поверхностью полости 1 в точке В частично отражается (луч 14), а частности рассеивается, среди рассеянных лучей при этом обязательно найдутся два луча 12 и 13, которые пройдут через фокусы 2 (луч 12) и 3 (луч 13), которые так же, как лучи 8 и 9, покидают полость отражателя 1, проходя через выходное отверстие 4. Ray 10 after meeting with the surface of the cavity 1 at point B is partially reflected (ray 14), and in particular it is scattered; among the scattered rays, there will be two rays 12 and 13 that will pass through the foci 2 (ray 12) and 3 (ray 13) which, just like rays 8 and 9, leave the cavity of the reflector 1, passing through the outlet 4.

Остальные лучи рассеяния и отраженный луч 14 при дальнейшей встрече с отражающей поверхностью полости 1 ведут себя аналогично описанному выше, т. е. часть излучения выходит из полости 1 через выходное отверстие 4, а часть возвращается обратно к поверхности полости, причем возвращающаяся часть первоначального излучения постоянно убывает за счет выхода определенной ее доли в выходное отверстие 4 и таким образом, в конце концов, весь поток теплового излучения покидает полость 1 в виде узкого пучка теплового излучения. The remaining scattering rays and the reflected beam 14, upon further encounter with the reflecting surface of the cavity 1, behave similarly to those described above, i.e., part of the radiation leaves the cavity 1 through the outlet 4, and part returns back to the surface of the cavity, and the returning part of the initial radiation is constantly decreases due to the exit of a certain portion of it into the outlet 4 and thus, in the end, the entire flow of thermal radiation leaves the cavity 1 in the form of a narrow beam of thermal radiation.

В силу описанного, мощность потока излучения в предложенном устройстве примерно в три раза выше, чем мощность излучения абсолютно черного тела при одинаковых с данными устройством размерах выходного отверстия. In view of the described, the power of the radiation flux in the proposed device is about three times higher than the radiation power of a completely black body with the same outlet size with the given device.

По мере выхода излучения из полости 1 поток излучения в полости непрерывно возобновляется, пополняясь за счет тепловой энергии нагревателя 6. As the radiation exits from the cavity 1, the radiation flux in the cavity continuously resumes, replenished due to the thermal energy of the heater 6.

Claims

A HEAT RADIATOR comprising a core with a cavity having an outlet, and a heater on the outer surface of the core, characterized in that the surface of the core cavity is reflective and has the shape of an ellipsoid of revolution, and the outlet of the cavity is located on the major axis of the ellipsoid.