Полый световод для передачи немонохроматического излучения

Полый световод для передачи немонохроматического излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

/1зобретение относится к светотехнике и может быть использовано в системах для транспортирования оптического излучения. Цель изобретения - сокращение потерь энергии полезного излучения. Полый световод содержит корпус 1, промежуточный отражающий слой 2, внутренний слой 3, выполненный из материала, прозрачного в диапазоне потребляемых длин волн и поглощающего излучения в остальных диапазонах . 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4723959/10 (22) 19.06,89 (46) 07.12.91. Б ол. N. 45 (71) Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений (72) В,B,Mîéñååíêo, А.Я.Зельцер, Е.П.Легкун и С.В. Смирнов (53) 535.89(088,8) (56) Патент Франции N. 2491633, кл. G 02 В 5/22, 1982.

Патент США ¹ 4471412, кл. F 21 Ч 7/04 1984. Й2, 1697033 А1 (s()s 6 02 В 6/00, F 21 8/00 (54) ПОЛЫЙ СВЕТОВОД ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

НЕМОНОХРОМАТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57)Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано в системах для транспортирования оптического излучения.

Цель изобретения — сокращение потерь энергии полезного излучения. Полый световод содержит корпус 1, промежуточный отражагощий слой 2, внутренний слой 3, выполненный из материала, прозрачного в диапазоне потребляемых длин волн и поглоща ощего излучения в остальных диапазонах. 4 ил.

1697033

55 чеиия.

Изобретение относится к светотехиике и может быть использовано в системах для транспортирования огггического излучения — естественного и искусственного, Цель изобретения — сокращение поте1 ь энергии полезного излучения.

На фиг. 1 показана конструкция палого световода, вид сбоку, частичны"; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3— пример использования полого световодв в схеме имитатора солнечного излучения; на фиг. 4 — то же, в схеме освещения здания солнечным светом.

Попый световод содержит корпус 1, выполняющий несущую л защитную функции, промежуточный отражающий слой 2, внуг- ренний слой 3, выполненный из материала, прозрачного в диапазоне потребляемых длин Bo/IH и погпогцающего излучение в а"тальиых диапазонах. Канал 4 прециазначен для движения ахлан<да,ащей среды. поступающей и уходящей через отверстия, соответственно 5 и 6 в оболочке, На входной торец 7 световода падается транспортируемое излучение, выходящее с торца 8 к месту потребления или распределительному участку (например, со щепевым распределенпем), При работе в составе имитатора солнечного излучения (фиг, ?) у входного торца 7 световода расположена оптическая система

9, фармирукнцая пучок имитирующего излучения, испускаемого источником 10. Оптическая система 9 (например, световой прибор прожекторного тлпа) обращена лицевой поверхностью 11 к входному торцу 7, Испытуемый объект 12 (например, гелиаколлектор) располагается на выходе световода у торца 8.

В системе освещения здания (фиг. 3) предлагаемая конструкция световида располагается в световой шахте 13. Строительные конструкции 14 при этом выполняют функцию несущего и защитнога слоев. Поверх HL õ расположены специальные слои 2 и 3 с зазорам, образующим канал 4. Солнечное излучение направляется в световую шахту 13 гепиостатами 15 через световой фонарь 16. Изменение направления пос;упающего излучения осуществляется с г.амощью откидной отражающей поверхности

17, При отсутствии салнечногс излучения поверхность 17 откидывается, и источником излучения служат световые приборы 18. Из световой UIBxTbl 13 излучение.с помощью отсекателей 19 поступает в устройство 20 горизон гальнога распределения излучения (в виде, например, плоских кпинпвидных светаводав) в поглегцениях 21.

35 0

Полый световод работает следующим образом, Излучение, спектральный состав которого и направленные свойства обусловлены источником, поступает на входной торец 7 световода, распространяется по нему благодаря многократным отражениям, обеспечиваемым слоями 2 и 3, и выходит из противоположного торца 8, располагаемого обычно в месте потребления.,Транспортирование излучения сопровождается попутно фильтрацией, определяемой спектральной поглощательной способностью материала внутреннего слоя 3.

Спектральная поглощательная способность материала определяется наличием нежелательных спектральных составляющих в излучении, испускаемом источником.

В случае, когда внутренний слой 3 выполнен в виде полости, заполненной подвижной средой, диссипативная фильтрация осуществляется за счет спектральной паглощательной способности этой среды, Полый световод (фиг. 2) работает аналогичным образам в составе имитатора солнечного излучения.

Излучение or источника 10, подобраного в соответствии с требованиями по спектральному составу (распределение энергии излучения в интервалах: 0,3 — 0,4 мкм—

1...4%, 0,4 — 0,7 мкм 35...53%, 0,7 — 1,0 мкм — 21...37%, 1,0 — 3,0 мкм — 14...34%)формируется оптической системой 9 в пучок, который направляется через световод иа испытуемый объект (гелиоколлектор) 12. Работа источника 10, расположенного внутри оптической системы, сопровождается выделением теплоты, вызывающим нагрев наружных поверхностей оптической системы, включая лицевую поверхность 11, Нагретая до равновесной температуры (150 — 200 С) лицевая поверхность 11 диффузно излучает в инфракраснол области спектра (свыше 3 мкм) 97% излучаемой энергии. Большая часть этога излучения поглощается внутренним слоем 3, выполненным из стекла, садержащим 0,02 Ре)Оз, толщиной 4 мм (эффекраздельной фильтрации íалравлеíxàго и полусферического излучения). Испытуемого объекта 12 достигает лишь доля, определяемая диффузным угловым коэффициентом, Изменяя расстояние между лицевой поверхностью 11 оптической системы и испытуемым объектом 12, добиваются необхадимага уровня подавления паразитнога теплового потока (с длиной волны свыше 3 мкм). При этом свстопад обеспечивает минимальные потери в аснг;янам, иглитирующег солнечное, напрлвлei ни пучке излу1697033

Таким образом, осуществляется подавление паразитного теплового излучения без применения традиционных фильтров, которые оказывают влияние не только на паразитное излучение, но и на основной 5 направленный пучок. Поглощаемая внутренним слоем 3 теплота отводится циркулирующей по зазору 4 охлаждающей средой— воздухом, подаваемым и отводимым через отверстия 5 и 6 в оболочке. 10

Полый световод (фиг, 3), работая аналогично первому варианту, обеспечивает диссипативную фильтрацию в системе освещения здания.

Излучение солнца (сосредоточенное в 15 спектральном диапазоне 0,3 — 3 мкм) с помощью гелиостатов 15собирается и направляется в световую шахту 13, представляющую собой магистральный полый световод, через световой фонарь 16. 20

Изменение направления поступающего излучения осуществляется отражающей поверхностью 17. Установленные в шахте отсекатели 19 распределяют световой поток по этажам здания, где с помощью плоских 25 клиновидных световодов 20 он равномерно распределяется в помещениях 21. B отсутствие солнечного излучения источником служат световые приборы 18 с искусственными источниками излучения. Их включе- 30 ние сопровождается откидыванием отражателя 17. В этой конструкции функции защитного 1 и отражающего 2 слоев могут быть совмещены во внутренней поверхности световой шахты. Внутренний слой 3 35 обеспечивает диссипативную фильтрацию излучения, освобождая его от нежелательных инфракрасных сг ставляющих (с длиной волн, превышающей 0,78 мкм), снижая тем

Ю самым тепловую нагрузку на систему кондиционирования здания. Энергия поглощенного излучения в виде тепла, отбираемого охлаждающей текучей средой, поступает в систему утилизации.

Устанавливая на разных участках световой шахты внутренний слоей 3 с различными спектральными характеристиками, обеспечивают варьирование спектрального состава излучения в разных помещениях 21 здания в зависимости от их функционального назначения. Располагая по ходу поступления излучения в здание помещения отдыха и служебные помещения (например, зал ЭВМ), можно организовать поступление ультрафиолетовой, видимой части инфракрасного излучения в первое помещение и только видимой составляющей — во второе.

Возможна также дифференциация видимого излучения по спектральному составу между различными помещениями в пределах одного помещения для получения специальных цветовых (декоративных) эффектов.

Формула изобретения

Полый световод для передачи немонохроматического излучения, содержащий кор- пус с внутренним отражающим слоем, в котором установлен поглощающий фильтр, и систему отвода поглощенной фильтром энергии, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь энергии полезного излучения, фильтр выполнен в виде дополнительного внутреннего слоя, нанесенного участками, расположенными вдоль оси полого световода, причем участки внутреннего слоя выполнены с различныMè полосами поопускания, " 69 7033

/ г

in

t4>, l

Щ

"оставитель О.Яковлева

Редактор В.Бугренкова Техред М.Мор-ентал Корректор В.Гирняк

Заказ 4304 Тира>к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретения л v. открытиям г ри I К4 1 Г СССР

113035, г1оскьа, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Ге аринa, 101