[发明专利]头戴式矿灯

说明书

本发明涉及一种照明灯具，特别是一种改进了照度的头载式矿灯。

一般从事矿井作业的矿工头上戴的安全帽前沿都设置一个照明用的矿灯。其发光体是位于矿灯壳体后侧壁前的抛物形反射镜的焦点上的小灯泡，其灯丝向四周发射光，其中，灯丝对于反射镜所张的立体角内的这部分向后发射的光经反射镜反射后会聚成平行光，与灯丝前向发射的近轴光一起穿过用作矿灯前表面的通常用平板玻璃制的透明保护片出射供照明用。由于灯丝发出的光只有一部分被利用，所以这种矿灯的照度较低。

本发明的任务在于提供一种改进的头载式矿灯，它能在不增加电耗、零件和成本的情况下增加照度，从而有利于矿工井下作业。

本发明的任务是以如下方式完成的：一个头戴式的矿灯，它与一般矿灯一样包括壳体、灯插、壳体后侧壁前方的反射镜，灯丝位于反射镜主轴上的小灯泡、装于壳体内侧壁的小灯泡金属灯座、通过紧固件固定于壳体前缘、小灯泡的前方并垂直于反射镜主轴的透明保护片、壳体外侧壁的开关以及通过导线与灯丝相连的电源，本发明的改进在于用球面反射镜取代一般矿灯的抛物面反射镜，用起凸透镜作用的菲涅耳透镜取代一般矿灯的透明保护片，并使小灯泡的灯丝同时位于球面反射镜的球心和菲涅耳透镜的焦点上。如此，灯丝向四周发射的光中，凡是在灯丝对于透镜所张的立体角内的这部分光被透镜会聚或平行光出射，用于照明。而灯丝对于反射镜所张的立体角内的这部分光到达反射镜后沿原路返回并反向朝着透镜发射，从而使被透镜会聚成平行光的发射光得以加强，由此可见，在改进了的本发明结构中，不仅由灯丝照射到反射镜上的这部分后向发射光仍被会聚利用，而且灯丝照射到透镜上的这部分前向发射光也得以会聚利用，因而矿灯的照度便大大增加。从理论上，它能增加接近50%，经实际测试，它增加了20～30%。矿灯照度的增加对于矿工的安全操作和提高工作效率是极为有利的。

原则上说，既然菲涅耳透镜在此起与凸透镜同样的作用。在本发明的结构中也可使用凸透镜而不用菲涅耳透镜，但是，由于灯丝必需位于凸透镜的焦点，为了使矿灯的体积不至过大而不利使用，该凸透镜的曲率必需很大以便缩短焦距、也即透镜必然很厚，这对于矿灯的重量、用料、透光率都是不利的。为了克服凸透镜在此使用的缺点，所以本发明中使用菲涅耳透镜而不用凸透镜来使灯丝的发散光会聚成平行光。但用玻璃制菲涅耳透镜加工较困难，因而本发明中用高透明度的无色有机玻璃通过模塑成型来制造菲涅耳透镜，它具有加工简单，重量轻、成本低、化学稳定性及防爆防碎性能好的优点。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

图1是本发明头戴式矿灯的具体结构图。

图2是本发明的电路原理图。

图3是本发明矿灯的光路原理图。

图4是先有技术中矿灯的光路原理图。

参照图1，本发明的矿灯与一般矿灯的结构相似，它包括一个壳体1，其后侧壁外有一灯插2，在壳体1内壁有一金属接触块3，在壳体1内壁、金属接触块3的前方装有一金属灯座4，用以置一小灯泡5，它末尾的导电端紧贴金属接触块3，壳体1后侧壁前方有一反射镜6，它最接近金属接触块3的部位有一圆孔7，小灯泡5的颈端穿过该圆孔7而插入金属灯座4，该小灯泡5定位成使其灯丝8位于反射镜6的主轴Ⅰ-Ⅰ上。壳体1的前缘呈圆环形，壳体1的前表面由一块直径等于壳体1前缘口径的透明保护片9形成。它通过紧固件10，例如一个压圈紧贴在壳体1的前缘。上述金属灯座4和金属接触块3分别与灯丝8的一端连接，而它们又分别焊接导线11、12，这两根导丝11、12套置在胶管13内由壳体1侧壁上的孔14引出，并连接到通常由蓄电池作的电源15的正极和负极。图2是矿灯的电路原理图，由图可见，在电路中还串联一个开关16，其旋钮设置在壳体1的外侧壁上（图1中未示出）。

在本发明的矿灯中，上述反射镜6是球面反射镜，而上述透明保护片9是一个菲涅耳透镜，并且，上述灯泡5的灯丝8同时位于球面反射镜6的球心和菲涅耳透镜9的焦点上，图3是其光路原理图。灯丝8向四周发射的光中凡是在它对于球面反射镜6所张的立体角范围内的这部分光到达该球面反射镜6后沿原路返回，并反向发射，它们与原先便在灯丝8对于菲涅耳透镜9所张的立体角范围内的发射光迭加，使之加强，它们经菲涅耳透镜9会聚变成平行光出射。