оптический преобразователь тепла

Формула изобретения

Оптический преобразователь тепла, включающий основание корпуса с размещенным в нем оптическим узлом, преобразователь теплового потока и потребитель теплового потока в виде теплового носителя, отличающийся тем, что оптический узел состоит из оптического источника тепла и отражателей когерентных тепловых потоков и концентратора - формирователя когерентного теплового потока в виде двух собирающих зеркал и линзы, расположенных с разных сторон источника, с возможностью направления когерентного теплового потока для взаимодействия с преобразователем теплового потока с последующей передачей теплового потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области тепловых преобразователей, а более конкретно - к устройствам оптических преобразователей тепла.

Известно устройство - оптический конденсатор света, включающий в себя источник света и собиратель его, выполненный в виде собирающей линзы (Справочник конструктора оптических приборов, Ленинград, 1986 г.).

Принцип действия данного устройства основан на преломлении лучей за счет свойств материала и определенной формы оптического элемента.

Недостатком данного устройства является возможность использования его в основном только в видимой части спектра излучений.

Известна конструкция теплового рефлектора, включающая в себя конический керамический элемент, соединенный с цоколем и с намотанной на керамическом теле - элементе спиралью, с расположением данного нагревателя в середине вогнутой части металлического зеркала (Паспорт прибора. Завод металлических хозяйственных изделий №6, г.Москва, 1968 г.).

Принцип действия данного устройства основан на получении теплового потока за счет нагревания металла спирали и ориентации его с помощью керамического тела нагревателя на отражающую поверхность зеркала рефлектора и ориентации в нужном направлении на потребителя.

Недостатком данного устройства является большой расход электроэнергии, открытость источника нагрева с температурой около 500°С, приводящей к сгоранию на спирали любых попадающих из воздуха на нее частиц, создавая тем самым канцерогенную среду от продуктов сгорания и быстрое перегорание самой спирали, а также малая конвекция воздуха.

Целью изобретения является снижение энергозатрат, повышение срока эксплуатации оптического преобразователя тепла и повышение концентрации тепловых потоков.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство включает в себя основание корпуса прибора с размещенным в нем оптическим узлом, состоящим из оптического источника тепла, концентратора-формирователя тепла, а также включает в себя преобразователь теплового потока и его потребитель в виде теплового носителя.

Принцип действия предлагаемого устройства основан на установленной автором взаимосвязи взаимодействующих разделенных равноценных когерентных (т.е. согласованных по фазе разных длин волн, отраженных двумя пространственно разнесенными зеркалами) потоков тепла, собираемых с помощью концентратора, складывающего их интенсивности и направляющего поток для взаимодействия с преобразователем теплового потока в необходимый вид тепловой энергии с последующей передачей теплового потока к потребителю.

Сущность изобретения раскрывают существенные признаки, содержащиеся в формуле изобретения, а именно:

- основание корпуса (1);

- оптический узел (2);

- оптический источник тепла (3);

- отражатели когерентных тепловых потоков (4);

- концентратор-формирователь когерентного теплового потока (5);

- преобразователь когерентного теплового потока (6).

Совокупность этих признаков является необходимым, но вместе с тем достаточным условием достижения обеспечиваемого изобретением технического результата. Сущность изобретения, как технического решения, выражается именно в совокупности признаков. Только в совокупности их применения они обеспечивают возможность получения технического результата, т.е. находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом.

Сущность изобретения как технического решения выражается взаимосвязью взаимодействующих разделенных равноценных когерентных потоков тепла, собираемых с помощью концентратора-формирователя когерентного теплового потока, складывающего их интенсивности и направляющего поток для взаимодействия с преобразователем когерентного теплового потока в необходимый вид тепловой энергии с последующей передачей когерентного теплового потока к потребителю.

Технический результат представляет собой возможность получения экономии электрической энергии за счет суммирования интенсивностей когерентных тепловых потоков, преобразования длин волн когерентного теплового потока в вид концентрированной тепловой энергии с последующей передачей когерентного теплового потока к потребителю.

Технический результат может быть выражен, в частности, в снижении существующих норм отпуска электрической энергии на единицу площади обогреваемых помещений.

Заявленное изобретение направлено на снижение энергозатрат, повышение срока эксплуатации оптического преобразователя тепла и повышение концентрации тепловых потоков. При осуществлении заявленного изобретения обеспечивается снижение энергозатрат, повышение срока эксплуатации оптического преобразователя тепла и повышение концентрации тепловых потоков. Экономия электроэнергии происходит за счет суммирования интенсивностей когерентных тепловых потоков, преобразования длин волн когерентного теплового потока в вид концентрированной тепловой энергии с последующей передачей когерентного теплового потока к потребителю.

Задача снижения энергозатрат, повышения срока эксплуатации оптического преобразователя тепла и повышения концентрации когерентных тепловых потоков решается использованием устройства, которое включает в себя основание корпуса с размещенным в нем оптическим узлом, состоящим из оптического источника тепла, отражателей когерентных тепловых потоков и концентратора-формирователя когерентного теплового потока, а также включает в себя преобразователь когерентного теплового потока и его потребитель в виде теплового носителя.

Общий вид устройства приведен на чертеже.

Предлагаемое устройство состоит из основания корпуса 1, размещенного на нем оптического узла 2, состоящего из оптического источника тепла 3, отражателей когерентных тепловых потоков 4, концентратора-формирователя когерентного теплового потока 5, преобразователя когерентного теплового потока 6 и потребителя 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

К оптическому источнику тепла 3 подводится электрический ток, который преобразуется в тепловой поток, направляемый от оптического источника тепла на отражатели когерентных тепловых потоков 4 через концентратор-формирователь когерентного теплового потока 5 и преобразователь теплового потока 6 на потребитель 7.

Предлагаемая конструкция позволяет получить значительную экономию электроэнергии за счет суммирования интенсивностей когерентных тепловых потоков, преобразования длин волн когерентных тепловых потоков в вид концентрированной тепловой энергии с последующей передачей когерентного теплового потока к потребителю.

Технический результат достигается наличием в устройстве оптического узла 2 и использованием такого устройства. Практически этот технический результат был получен при использовании экспериментальной конструкции в январе 2001 года. В течение достаточного времени наблюдался стабильный устойчивый процесс нагревания преобразователя когерентного теплового потока 6 в условной точке 1 до температуры от 1 до 84°С (в течение одного часа; затем сутками температура держалась стабильно на уровне 93°С).

А в условных точках 2.1 и 2.2 потребителя 7 температура достигала соответственно 24-27 и 6-7°С.

Работа велась в неотапливаемом, неизолированном подвале при температуре наружного воздуха от минус 2 до минус 28°С.

При этом влажный земляной пол подвала заметно подсыхал.

В процессе работы установка не перегревается и устойчиво работает в режиме малых температур, т.е. до 100°С в условной точке 1 (т.е. в точке фокусирования интенсивных когерентных тепловых потоков) при использовании преобразователя когерентного теплового потока 6.

А это уже факторы безопасности, надежности, устойчивости и долговечности эксплуатации устройства.

Устройство работает бесшумно.

Замена оптического источника тепла проста, легка, удобна и не требует выполнения каких-либо иных работ, кроме самой замены источника тепла. В любом случае работа эта практически равнозначна замене нагревательных элементов в типовых рефлекторах или замене различных типовых световых элементов в осветительных приборах.

Конструкция также позволяет обеспечить длительную и безопасную эксплуатацию предлагаемого устройствами и простоту в его использовании.