DE640496C - Reflector system for radiators of essentially linear extent - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Reflektorsystem für Strahler, die eine im wesentlichen lineare Ausdehnung besitzen. Es kommen Strahler aller Art in Betracht, beispiels-— 5 weise solche zur Erzeugung von Wärmestrahlen, Lichtstrahlen, ultravioletten Strahlen sowie von 'elektromagnetischen Strahlen, vorzugsweise von solchen verhältnismäßig kleiner Wellenlänge. Die Aufgabe, die von einemThe invention relates to a reflector system for radiators, the one essentially have linear expansion. There are radiators of all kinds into consideration, for example- 5 wise those for generating heat rays, light rays, ultraviolet rays as well as of 'electromagnetic rays, preferably of those relatively smaller Wavelength. The task carried out by one

ίο Strahler mit im wesentlichen linearer Ausdehnung ausgesendete Strahlung zu sammeln, so daß sie an der Verwendungsstelle in der gewünschten Konzentration zur Geltung kommt,, kann durch die bisher bekannten Mittel nicht immer in befriedigender Weise gelöst werden. Sphärisch, parabolisch oder nach ähnlichen Kurven gekrümmte Hohlspiegel bekannter Form und Anordnung sind im wesentlichen nur für Strahler geeignet, die annähernd punktförmige Gestalt besitzen. Für lineare Strahler kamen bisher in der Regel nur zylindrische Reflektoren in Betracht, d. h. solche, bei denen die spiegelnde Fläche durch lineare Verschiebung einer Kurve 'entsteht, die meist als Kreisbogen oder als Parabel ausgeführt wird. Der geradlinig gestreckte Strahler wird meist in der Brennlinie, d. h. in der Verbindungslinie der Brennpunkte der betreffenden Kurven, angeordnet.ίο Radiator with essentially linear expansion to collect emitted radiation, so that it is effective at the point of use in the desired concentration comes, cannot always be solved in a satisfactory manner by the means known up to now will. Spherical, parabolic or concave mirrors curved according to similar curves are of known shape and arrangement essentially only suitable for radiators that are approximately punctiform. Up to now, only cylindrical reflectors have generally been considered for linear emitters, d. H. those in which the reflective surface is created by linear displacement of a curve, which is usually an arc or is executed as a parabola. The radiator, which is stretched in a straight line, is usually located in the focal line, d. H. in the line connecting the focal points of the curves in question.

Ein solcher Zylinderreflektor mit parabolischer Krümmung ist in Fig. 1 in Ansicht und in Fig. 2 im Schnitt dargestellt.Such a cylindrical reflector with parabolic curvature is shown in FIG. 1 in view and shown in Fig. 2 in section.

Die Innenfläche des Reflektors 1 ist parabolisch gestaltet, und der geradlinig gestreckte Strahler 2 ist in der Brennlinie angeordnet.The inner surface of the reflector 1 is parabolic, and the straight one Radiator 2 is arranged in the focal line.

Betrachtet man zunächst nur solche Strahlen, die von den einzelnen Punkten des Strahlers ausgehen und jeweils in der durch den betreffenden Punkt senkrecht zur Achse des Strahlers liegenden Ebene verlaufen (Normalstrahlen), so erzeugen diese auf einer zur Spiegelachse senkrecht stehenden Wand 3 (Fig. 2) ein Kernbild von der Größe der Austrittsöffnung des Spiegels. Die Größe und Intensität dieses Kernbildes ist unabhängig von der Entfernung der Wand 3 von der Spiegelöffnung. Dabei ist die Intensität % in der Mittelachse des Kernbildes am größten. Die Intensität am Rande sei i₂. Über dieses Kernbild lagert sich nun weiter ein Streubild, das von den nicht senkrecht zur Achse des Strahlers von diesem ausgehenden Streustrahlen herrührt und eine sehr ungleichmäßige Verteilung der Intensität zeigt, die nur in bezug auf die beiden Achsen des Rechtecks der Spiegelöffnung symmetrisch verläuft.If one initially only considers those rays that emanate from the individual points of the radiator and each run in the plane lying through the point in question perpendicular to the axis of the radiator (normal rays), then these are generated on a wall 3 that is perpendicular to the mirror axis (Fig. 2 ) a core image the size of the exit opening of the mirror. The size and intensity of this core image is independent of the distance of the wall 3 from the mirror opening. The intensity% is greatest in the central axis of the core image. The intensity at the edge is i ₂ . A scattered image is now superimposed over this core image, which originates from the scattered rays that are not perpendicular to the axis of the radiator and shows a very uneven distribution of the intensity, which is only symmetrical with respect to the two axes of the rectangle of the mirror opening.

Diese ungleichmäßige Verteilung der Strahlungsintensität ist für viele Anwendungsfälle unerwünscht. Auch ist für manche Zwecke eine höhere Konzentration erforderlich. Dies wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht,-daß der Strahler in der Achse eines Hohlspiegels angeordnet wind, dessen reflektierende Fläche durch Rotation einer Parabel entsteht, wobei die Achse der Parabel nicht mit der Achse des Hohlspiegels zusammenfällt, sondern 'diese. schneidet.This uneven distribution of the radiation intensity is common for many applications undesirable. A higher concentration is also required for some purposes. this is made possible according to the invention -that the radiator is arranged in the axis of a concave mirror, its reflective Area arises from the rotation of a parabola, whereby the axis of the parabola is not with the axis of the concave mirror coincides, but 'this. cuts.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform erhält man, wenn der Neigungswinkel A particularly useful embodiment is obtained when the angle of inclination

zwischen Parabelachse P und Spiegelachse S zu 90⁰ gewählt und als Schnittpunkt der beiden Achsen der Brennpunkt B der Parabel festgelegt wird. So entsteht ein parabolischer Kegel reflektor, wie er in Fig. 3 im Schnitt dargestellt ist.between the parabola axis P and the mirror axis S is chosen to be 90 ⁰ and the focal point B of the parabola is set as the intersection of the two axes. This creates a parabolic cone reflector as shown in section in FIG. 3.

Würde man in dem Brennpunkt B eine punktförmige Lichtquelle anbringen, so wurden die von dieser ausgehenden Strahlen sich in einer Brennlinie treffen, die in der Spiegelachse S liegt. Umgekehrt entsteht eine erhebliche Konzentration der Strahlung im Punkt B, wenn in der Spiegelachse ein geradegestreckter Strahler 2 angebracht wird. Die bei 6" entstehende Spitze der parabolischen Kegelfläche 1 kann bei der praktischen Ausführung abgeschnitten werden, wie es in Fig. 3 angedeutet ist. Die so entstehende Öffnung kann zum Einführen des Strahlers benutzt werden.If a point-like light source were to be placed at the focal point B , the rays emanating from this would meet in a focal line that lies in the mirror axis S. Conversely, a considerable concentration of the radiation occurs at point B if a straight radiator 2 is attached in the mirror axis. The tip of the parabolic conical surface 1 that occurs at 6 "can be cut off in the practical embodiment, as is indicated in FIG. 3. The opening that is created in this way can be used to introduce the radiator.

Bei der Anwendung für elektromagnetische Strahler liegt die Antenne der Strahlungsquelle in der Spiegelachse SB (Fig. 3), ähnlich wie 2. Als Lichtquellen kommen insbesondere sogenannte Einfadenlampen oder auch Leuchtrohre in Betracht.When used for electromagnetic radiators, the antenna of the radiation source lies in the mirror axis SB (FIG. 3), similar to 2. So-called single-filament lamps or fluorescent tubes are particularly suitable as light sources.

Je größer die Entfernung des Brennpunktes B von der Spitze 6* des Reflektors gewählt wird, desto flacher verläuft die Parabel, die als Grenzfall in eine unter 45⁰ gegen die Spiegelachse geneigte Gerade übergeht, wenn der Brennpunkt B ins Unendliche rückt. So entsteht der bekannte Kegelreflektor nach Fig. 4, der also im wesentlichen Strahlen aussendet, die parallel zur Achse gerichtet sind. Der Zusammenhang des Kegel reflektor s mit dem Parabolreflektor nach der Erfindung ist bisher noch nicht erkannt worden.The greater the distance of the focal point B from the tip 6 * of the reflector, the flatter the parabola runs, which, as a borderline case, turns into a ^{straight line inclined at 45 °} to the mirror axis when the focal point B moves to infinity. This creates the known conical reflector according to FIG. 4, which essentially emits rays which are directed parallel to the axis. The relationship between the cone reflector and the parabolic reflector according to the invention has not yet been recognized.

Auch parabolische Reflektoren sind an sich bekannt, auch hat man für besondere Zwecke bereits vorgeschlagen, in der Achse eines parabolischen Reflektors einen geradlinig gestreckten Strahler anzuordnen. Es handelt sich dabei aber nicht um einen parabolischen Kegel reflektor gemäß der Erfindung, sondern um einen Reflektor, dessen Spiegelfläche durch Rotation einer Parabel um ihre und die Reflektorachse entsteht. Andererseits hat man, um die Strahlung einer in einem einseitig offenen Gehäuse angeordneten Kurzwellen antenne nach der anderen Seite abzuschirmen, ein Gehäuse verwendet, dessen äußere Form nach Art eines parabolischen Kegels gestaltet ist. Der durch die Erfindung erstrebte Zweck konnte und sollte dadurch aber nicht erreicht werden, da der Strahler nicht in der Achse des Gehäuses, sondern im wesentlichen senkrecht dazu angeordnet wurde.Parabolic reflectors are also known per se, and they are also used for special purposes already proposed, a straight line in the axis of a parabolic reflector Arrange radiators. It is not a parabolic cone reflector according to the invention, but around a reflector whose mirror surface is caused by the rotation of a parabola around its and the reflector axis arises. On the other hand, you have to the radiation of a shortwave antenna arranged in a housing open on one side To shield on the other side, a housing is used, the outer shape of which is designed in the manner of a parabolic cone is. The purpose aimed for by the invention could and should not be achieved thereby because the radiator is not in the axis of the housing, but essentially perpendicular was ordered to do so.

Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß das von einem Reflektor nach der Erfindung ausgehende, im wesentlichen axial gerichtete Strahlenbündel in einem zweiten optischen System stärker konzentriert wird. Ein für diesen Zweck besonders geeignetes optisches System besteht aus zwei gleichachsig gegeneinander gerichteten Hohlspiegeln, von denen der größere die Strahlung aufnimmt und eine dem Durchmesser des kleineren Spiegels entsprechende zentrale Durchbrechung aufweist, durch die die Strahlung in verstärkter Konzentration austritt.Another embodiment of the subject matter of the invention is that the one Essentially axially directed bundle of rays emanating from the reflector according to the invention is more concentrated in a second optical system. One especially for this purpose suitable optical system consists of two coaxially directed against each other Concave mirrors, the larger of which absorbs the radiation and one of the diameter the smaller mirror has corresponding central opening through which the radiation in increased concentration exit.

Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Reflektorsystems ist in Fig. 5 im Schnitt dargestellt, ι ist der vorerwähnte, an sich bekannte Kegelspiegel nach Fig. 4 und 2 der zugehörige Strahler. An Stelle des Kegelspiegels kann auch ein beliebiger anderer Spiegel benutzt werden, der annähernd axial gerichtete Strahlen aussendet. Die von diesem ausgehende Strahlung fällt auf die gleichachsig liegende Spiegelfläche eines sphärischen Hohlspiegels 4. Dem Hohlspiegel 4 gegenüber ist ebenfalls gleichachsig ein kleinerer sphärischer Hohlspiegel 5 angeordnet, der die Strahlung von dem Hohlspiegel 4 erhält und sie annähernd axial gerichtet wieder zurückwirft.An exemplary embodiment of such a reflector system is shown in section in FIG. 5, ι is the aforementioned, known per se conical mirror according to FIGS. 4 and 2 of the associated spotlights. Any other mirror can be used instead of the conical mirror Mirrors are used, which emits approximately axially directed rays. The one from this one outgoing radiation falls on the coaxial mirror surface of a spherical one Concave mirror 4. Opposite the concave mirror 4, a smaller one is also equiaxed spherical concave mirror 5 is arranged, which receives the radiation from the concave mirror 4 and throws them back again in an approximately axially directed direction.

Um dem Strahlenbündel den Austritt zu gestatten, ist in dem Hohlspiegel 4 eine zentrale Durchbrechung von passender Größe angebracht. Bei geeigneter Wahl der Krümmungshalbmesser R und r der Hohlspiegel 4 bzw. S erhält man eine im. wesentlichen axial gerichtete konzentrierte Strahlung, wenn die beiden Hohlspiegel 4 und 5 in einem Abstand ——— voneinander angebracht sind.In order to allow the beam to exit, a central opening of a suitable size is made in the concave mirror 4. With a suitable choice of the radius of curvature R and r of the concave mirror 4 and S, one obtains an im. essentially axially directed concentrated radiation when the two concave mirrors 4 and 5 are attached at a distance - - - from one another.

Durch geringes Verschieben eines der beiden Spiegel, vorzugsweise des Hohlspiegels 5> kann man aber je nach der Richtung der Verschiebung auch nach Wunsch ein mehr konvergierendes oder divergierendes Strahlenbündel erhalten.By slightly moving one of the two mirrors, preferably the concave mirror 5> however, depending on the direction of the shift, one can also choose a more converging one if desired or diverging bundle of rays.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Reflektorsystem für Strahler von im wesentlichen linearer Ausdehnung, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler in der Achse eines Hohlspiegels angeordnet ist, dessen reflektierende Fläche durch Rotation einer Parabel entsteht, deren Achse die Achse des Hohlspiegels vorzugsweise unter einem rechten Winkel im Brennpunkt der Parabel schneidet.1. Reflector system for radiators of essentially linear extent, thereby characterized in that the radiator is arranged in the axis of a concave mirror whose reflective surface is through Rotation of a parabola arises, the axis of which is preferably the axis of the concave mirror intersects at a right angle at the focal point of the parabola. 2. Reflektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Hohlspiegel (1) ausgehende, im wesentlichen axial gerichtete Strahlung auf ein gleichachsig angeordnetes Spiegelsystem fällt, bestehend aus einem dem Hohlspiegel (1) gegenüberstehenden zweiten Hohl-2. reflector system according to claim 1, characterized in that the of the Concave mirror (1) outgoing, essentially axially directed radiation on a coaxially arranged mirror system falls, consisting of a concave mirror (1) opposite second hollow spiegel (4) und einem diesem gegenüberstehenden, axial verschiebbaren dritten Hohlspiegel (5) von wesentlich kleinerer öffnung, wobei der Hohlspiegel (4) eine zentrale Durchbrechung zum Austritt der Strahlung trägt.mirror (4) and one opposite, axially displaceable third Concave mirror (5) with a much smaller opening, the concave mirror (4) having a central breakthrough to the exit of the radiation carries. 3. Reflektorsystem nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärreflektor (1) aus einem beliebig geformten Hohlspiegel besteht, welcher zur Erzeugung von im wesentlichen axial gerichteten Strahlen geeignet ist.3. reflector system according to claim 2, characterized characterized in that the primary reflector (1) consists of an arbitrarily shaped concave mirror, which is used to generate of substantially axially directed rays is suitable. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings