191444. lajstromszámú szabadalom • Reflektorlámpa
A találmány tárgya reflektorlámpa, amelynek buráját belülről konkáv reflektáló felület(ek), előnyösen forgási paraboloid és gömb reflektáló felületek alkotják, és a fő reflektáló felület fókuszában vagy fókuszának közelében fénykibocsátó elem van elhelyezve árambevezető tartókon, és a burát fényáteresztő zárólemez zárja le. Mint ismeretes, a préselt keményüvegből készült, forgási paraboloid alakú és belülről aluminizált bórával rendelkező reflektorlámpa, közismert nevén PAR lámpa, egyetlen lámpában egyesíti a lámpa és lámpatest előnyös tulajdonságait. A parabolikus reflektáló burát üvegből'készült, préselt mintázatú zárólemez zárja le. A mintázat lényeges eleme a fénynyaláb formálásának. A zárólemez mintázatától függően a fénynyaláb koncentrált (spot) vagy szélesen szétáradó (flood) leltei. A fénynyaláb szélességét a maximális fényintenzitásra vonatkoztatott félértékhez tartozó szöggel szokásos jellemezni. Ez „spot” lámpára tipikusan 12°—15°, míg ,flood” lámpára 35°-40°. Az energiával való takarékossági kampány vezetett a PAR lámpák energetikai felülvizsgálatára. A fejlesztések arra irányulnak, hogy hogyan csökkenthető a félértékszöggel jellemzett tartományon kivül sugárzott fény mennyisége oly módon, hogy azt a hasznos fénynyalábba, azaz a félértékszöggel jellemzett hasznos tartományon belülre tereljék. Számos ilyen próbálkozás ismerete?. A DE 3 125 168 lajstromszámú NSZK szabadalmi leírásnál olyan reflektorlámpával találkozunk, melynek reflektáló felületei paraboloid és gömbi részekből állnak. A forgási paraboloid fókuszpontja és a gömb középpontja egybeesik. A nyakrésznél kiképzett gömbtükör, melynek középpontjában van a fénykibocsátó elem, visszaveri a parabolatükörre elsődlegesen nem reflektálódó hátsó fénysugarakat a fókuszpontba, hogy így másodlagos reflektálás által a hasznos fénynyalábba terelődjenek. Itt azonban nincs megoldva a lámpa középső, és nem a forgási paraboloid tükör irányába sugárzott divergens fényének a jobb hasznosítása. A DE 3 150 195 lajstromszámú NSZK szabadalmi leírásban olyan megoldás szerepel, melynél a lámpa fénykibocsátó elemének a lámpa középső, és nem a forgási paraboloid tükör irányába sugárzott divergens fényét igyekeznek hasznosítani a fény konvergenssé tételével azáltal, hogy a zárólemez belső felületén koncentrikus prizmarendszert alakítanak ki. Itt a koncentrikus prizmakialakítás ugyan összegyűjti az előre sugárzó fényt, de nem kívánt fényeloszlást módosító hatást fejt ki a parabola tükörről reflektált konvergens elsődleges fénynyalábbra. Találmányunk célja olyan megoldás biztosítása, amelynek segítségével a reflektorlámpa középső, előre irányuló divergens fényét úgy tesszük konvergenssé, hogy ezáltal a fő reflektáló felületről visszaverődő elsődleges fénynyalábot nem befolyásoljuk. A kitűzött célt a találmány szerint úgy érjük el, hogy a fénykibocsátó elem és a zárólemez közé fényterelő konvex tükröt helyezünk, amely a fénykibocsátó elemből kisugárzott divergens fénynyalábot a konkáv reflektáló felületre vetíti. Ennek megfelelően találmányunk reflektorlámpa, amelynek bóráját belülről konkáv reflektáló felü-1 19 2 let(ek), előnyösen forgási paraboloid és gömb reflektáló felületek alkotják, és a fő reflektáló felület fókuszában vagy fókuszának közelében fénykibocsátó elem van elhelyezve árambevezelő tartókon,és a bórát fény áteresztő zárólemez zárja le, és a fénykibocsátó és a zárólemez között konvex tükör van elhelyezve, reflektáló oldalával a fénykibocsátó elem és a konkáv reflektáló felület(ek) felé fordítva. A találmány szerinti megoldással a reflektorlámpa hatásfokát növelhetjük azáltal, hogy a fénykibocsátó elem széles szögtartományban szétáradó fénynyalábjál konvergenssé formáljuk. Tehát ugyanazt a megvilágítást kisebb villamos teljesítmény betáplálásával valósíthatjuk meg, és így energiatakarékos kivitelt hozhatunk létre. A fénynyaláb minél jobb konvergenciája érdekében további intézkedéseket lehelünk. Így a konvex tükör átmérőjét célszerűen a forgási paraboloid fő reflektáló felület kisebbik nyílásának átmérőjével azonosra, illetve attól maximum ±1/8 átmérőnyire eltérőnek választjuk meg. Továbbá, amennyiben konvex tükör céljára forgási hiperboloidot alkalmazunk, a refleklorlámpa fénye úgy terelhető, mintha az egy pontszerű fényforrásból indult volna ki. A konvex tükröt a konkáv reflektáló felületekkel, de legalább a forgási paraboloid fő reflektáló felülettel koaxiálisán célszerű elhelyezni. A fénynyaláb jobb terelhetősége érdekében a forgási hiperboloid konvex tükör olyan kialakítása a legcélravezetőbb, ahol a konvex tükör egyik fókusza egybeesik legalább a forgási paraboloid fő reflektáló felület fókuszával. Tapasztalatunk szerint a fénykoncentrálás akkor a leghatásosabb, ha a konvex tükör a fénykibocsátó elem és a zárólemez közti távolságnak a fénykibocsátó elemhez közelebb eső harmadában van elhelyezve. A PAR 38 típusú reflektorlámpáknál azt tapasztaltuk, hogy a legelőnyösebb fókuszáló tulajdonságok akkor érhetők cl, ha a konvex tükör két fókuszpontjának távolsága maximálisan a fénykibocsátó elem hosszával, de minimálisan a fén y kibocsátó elem hoszszának egyharmadával egyezik meg. Optimálisnak nevezhető az az elrendezés, ahol a forgási paraboloid fő reflektáló felület és a zárólemez találkozási pontjait a fő reflektáló felület fókuszpontjával összekötő, egyeneseken rajtafekszenek a forgási hiperboloid konvex tükör átmérőinek végpontjai, miközben a konvex tükör átmérőjének mérete a fő reflektáló felület kisebbik nyílása átmérőjének méretével egyezik meg. Ez esetben valamennyi divergens fénysugár visszaverődik a fő reflektáló felületre, de valamennyi párhuzamosan haladó fénysugár akadály nélkül kilép a zárólemezen. Találmányunkat kiviteli példánkon ábra segítségével fejtjük ki részletesebben a továbbiakban. 1. ábra a találmány szerinti rcflcktorlámpa egy példaképpeni kiviteli alakja forgási paraboloid és gömb reflektáló felületekkel, valamint forgási hiperboloid konvex tükörrel. Az ábra szerinti rcflcktorlámpa bóráját belülről forgási paraboloid 4 reflektáló felület, mely a fő reflektáló felület, továbbá a gömbi 6 reflektáló felület, valamint a szintén forgási paraboloid 5 reflektáló felület alkotja. A burát elölről a 2 zárólemez zárjaié. 2 1 444 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
