JP2003217522A - 無電極照明機器及びその機器に用いられるバルブ - Google Patents

無電極照明機器及びその機器に用いられるバルブ

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JP2003217522A
JP2003217522A JP2002241755A JP2002241755A JP2003217522A JP 2003217522 A JP2003217522 A JP 2003217522A JP 2002241755 A JP2002241755 A JP 2002241755A JP 2002241755 A JP2002241755 A JP 2002241755A JP 2003217522 A JP2003217522 A JP 2003217522A
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bulb
electrodeless lighting
electrodeless
electric field
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Joon-Sik Choi
ジョーン−シク チョイ
Yong-Seog Jeon
ヨン−ソ ジョン
Hyo-Sik Jeon
ヒョ−シク ジョン
Hyun-Jung Kim
ヒュン−ジュン キム
Ji-Young Lee
ジ−ヨウン リー
Byeong-Ju Park
ビョン−ジュ パーク
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LG Electronics Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 再点灯時に速やかに発光を行い得る無電極照
明機器及びその機器に用いるバルブを提供すること。 【解決手段】 マグネトロン１３０により発生したマイ
クロ波を伝達する導波管１４０と、マイクロ波の共振領
域を形成する共振器１５０と、共振器１５０の内部に生
成した電界によってプラズマを生成して光を発生するバ
ルブ１６０と、マイクロ波を印加した時に速かに発光す
るように電界を集中させる点灯促進手段として導体部材
３００とを包含した無電極照明機器を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無電極照明機器に
係るもので、詳しくは、再点灯時に速やかに発光を行い
得る無電極照明機器及びその機器に用いられるバルブに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、無電極照明機器は、マグネトロ
ンから発生されたマイクロ波が導波管を介して共振器に
伝達され、該共振器の内部に装着された無電極バルブに
印加されることで、該バルブ内に充填された充填物質が
プラズマ化されながら光線または紫外線を発光する照明
機器であって、一般の白熱灯や蛍光灯よりも寿命が永
く、照明効果に優れる特徴を有するものである。
【０００３】このような従来の無電極照明機器において
は、図４に示したように、ケーシング１０と、ケーシン
グ１０の内部の片側に装着されて高電圧を発生する高電
圧発生器２０と、高電圧発生器２０と所定の間隔を有し
てケーシング１０の内部に装着され、高電圧発生器２０
から発生される高電圧によりマイクロ波を発生するマグ
ネトロン３０と、ケーシング１０の前面に固定され、ケ
ーシング１０の外部に突出して、マグネトロン３０から
発生したマイクロ波を伝送する導波管４０と、導波管４
０と連結してケーシング１０の前面外側に設置され、導
波管４０を通して伝送されるマイクロ波を共振させると
共に外部漏れを防止する共振器５０と、共振器５０の内
部の回転ステムに装着され、内部に充填された物質がマ
イクロ波により放電されながらプラズマを生成して光を
発生するバルブ６０と、バルブ６０の周辺に位置され、
マイクロ波を遮断してバルブ６０から発生される光を通
過させるレフレクター８０とを備えて構成されている。
【０００４】且つ、ケーシング１０の内部には、高電圧
発生器２０及びマグネトロン３０から発生する熱を放熱
させるために、ケーシング１０の後側に設置された外部
空気を吸入するファンハウジング１１０と、ファンハウ
ジング１１０内に収納されて外部空気を吸入する冷却フ
ァン１００と、冷却ファン１００を回転させるファンモ
ータ１０１とが具備されている。
【０００５】また、バルブ６０は、導波管４０に取付け
られた出口部７０の外側に設置され、図５に示すよう
に、球形で内部に充填空間６１を有するバルブ部６２
と、バルブ部６２の一方に所定長さを有する棒状に延長
形成されるバルブステム６３とにより構成され、ここ
で、バルブステム６３は、図４に示すように、導波管４
０を貫通して回転軸９１に連結され、回転軸９１は、フ
ァンハウジング１１０と導波管４０間に位置するバルブ
モータ９０に連結されている。
【０００６】従って、バルブモータ９０の作動により回
転軸９１が回転し、回転軸９１の回転によりバルブ６０
が回転し、バルブ６０が冷却されるようになっている。
【０００７】このとき、バルブ６０の充填空間６１の内
部には、作動中にプラズマを生成して発光を主導するハ
ロゲン族化合物または硫黄（Ｓ）及びセレン（Ｓｅ）な
どの主発光物質と、発光初期にプラズマを生成するため
のアルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）及びクリプトン
（Ｋｒ）などの非活性ガスと、初期放電が作用して点灯
を容易にする、または、発生する光のスペクトルなどを
調節する添加物などを封入する。
【０００８】以下、このように構成された従来無電極照
明機器の動作について説明する。
【０００９】先ず、電源が印加されると、高電圧発生器
２０により高電圧が発生され、よって、マグネトロン３
０からマイクロ波が発振される。
【００１０】次いで、マグネトロン３０から発振された
マイクロ波は、導波管４０を介して共振器５０に伝達さ
れて強い電界を生成する。この電界によって、バルブ６
０の内部に充填された物質が放電されると同時に気化さ
れながらプラズマを発生するようになっている。
【００１１】即ち、共振器５０の内部に生成した強い電
界によりバルブ６０内に充填された非活性ガスが放電さ
れ、そのときに発生する熱によって主発光物質が気化さ
れながらプラズマを生成する。このように共振器５０に
持続的に供給されるマイクロ波によって放電が継続的に
維持されて発光し、発光した光は、レフレクター８０に
より反射されながら前側を照らすようになっている。
【００１２】同時に、バルブモータ９０が作動してバル
ブ６０を回転して冷却すると共に、ファンモータ１０１
が作動して冷却ファン１００を回転するので、外部の空
気がケーシング１０の内部を流動して高電圧発生器２０
及びマグネトロン３０を冷却するようになっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来の無電極照明機器においては、バルブ６０を点灯状態
から消灯した後、再点灯しようとすると、直ちに点灯せ
ず、数十秒〜数分が経過してから再点灯するという不都
合な点があった。
【００１４】その理由は、バルブ６０の内部に充填され
た中性気体の圧力が高すぎて、プラズマの放電に必要な
エネルギーを有する電子の充分な加速距離（ｍｅａｎ
ｆｒｅｅ ｐａｔｈ）を確保することができないから
で、特に、非活性ガスとしてキセノン（Ｘｅ）ガスを使
用した場合は、アルゴン（Ａｒ）ガスだけを使用したと
きよりも約５％ほど光効率が増大されるにも拘らず、キ
セノンが大きい衝突断面積を有するため、高圧状態では
放電が一層困難になるという不都合な点があった。
【００１５】一方、点灯所要時間を短縮させるための従
来技術の一例として、バルブ６０に直接強い風を吹きつ
けて冷却させることで、バルブ６０の内部圧力を低下さ
せることが提案されていたが、このように強い風を吹き
つけるためには付加装置の装着が必要とされ、そのため
の費用増加、付加装置の信頼度、無電極照明機器の周辺
空間活用度及び放出される光が付加装置により遮蔽され
るなどの問題点が発生していた。
【００１６】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、バルブの点灯所要時間を短縮し得る無
電極照明機器及びその機器に用いられるバルブを提供す
ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る無電極照明機器においては、ケー
シングの内部からケーシングの外部に出口部が突出し
て、マグネトロンにより発生されたマイクロ波を伝達す
る導波管と、導波管の出口部外側に固定されたマイクロ
波の共振領域を形成する共振器と、共振器の内部に生成
された電界によってプラズマを生成しながら光を発生す
るバルブと、バルブの内部に挿入し、マイクロ波を印加
した時に速かに発光するように電界を集中させる点灯促
進手段とを包含して構成することを特徴とする。
【００１８】そして、点灯促進手段は、所定の直径及び
長さを有する心部材と、該心部材の外周面に導電性物質
によりコーティングし電界を集中させる導電膜とからな
る導体部材であることを特徴とする。
【００１９】且つ、導体部材の導電膜の表面には、プラ
ズマと直接反応して劣化されることを防止するための保
護膜が更に形成することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。
【００２１】本発明に係る無電極照明機器においては、
図１に示したように、所定形状を有するケーシング１１
０と、ケーシング１１０の内側前面に装着して高電圧を
発生する高電圧発生器１２０と、高電圧発生器１２０と
所定間隔を有して位置され、高電圧発生器１２０から発
生する高電圧によりマイクロ波を発生するマグネトロン
１３０と、マグネトロン１３０から発生するマイクロ波
を伝達する導波管１４０と、導波管１４０と連結してケ
ーシング１１０の外側に設置し、導波管１４０を介して
伝達するマイクロ波を共振させると共に外部漏れを防止
する共振器１５０と、共振器１５０の内部に回転ステム
に装着されて、内部に充填された物質をマイクロ波によ
り放電しながらプラズマを生成して光を発生するバルブ
１６０と、バルブ１６０の周辺に位置され、バルブ１６
０から発生した光を前方に反射するレフレクター１８０
とを備えて構成されている。
【００２２】そして、ケーシング１１０の内部には、高
電圧発生器１２０及びマグネトロン１３０から発生した
熱を放熱させるために、ケーシング１１０の後側に設置
して外部空気を吸入するファンハウジング２１０と、フ
ァンハウジング２１０内に収納して外部空気を吸入する
冷却ファン２００と、冷却ファン２００を回転するファ
ンモータ２０１とを具備している。
【００２３】且つ、共振器１５０は、一方を閉鎖した円
筒状に形成し、マイクロ波の外部漏れを遮断してバルブ
１６０から発生する光は通過するようにメッシュ状に形
成している。
【００２４】また、バルブ１６０は、導波管１４０に形
成した出口部１７０の外側に位置し、図２に示すよう
に、球状に形成し内部に充填空間１６１を有するバルブ
部１６２と、バルブ部１６２の一方に所定長さを有する
棒状に延長形成したバルブステム１６３とにより構成さ
れている。ここで、バルブステム１６３は、導波管１４
０を貫通して回転軸１９１に連結され、回転軸１９１
は、ファンハウジング２１０と導波管１４０間に位置し
たバルブモータ１９０に連結されている。
【００２５】従って、バルブモータ１９０の作動により
回転軸１９１を回転し、回転軸１９１の回転によりバル
ブ１６０を回転して、バルブ１６０を冷却するようにな
っている。
【００２６】また、バルブ１６０の充填空間１６１の内
部には、作動中にプラズマを生成して発光を主導するハ
ロゲン族化合物、硫黄（Ｓ）及びセレン（Ｓｅ）などの
主発光物質と、発光初期にプラズマを生成するためのア
ルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）及びクリプトン（Ｋ
ｒ）などの非活性ガスと、初期放電に作用して点灯を容
易にするか、または、発生する光のスペクトルなどを調
節する添加物などが封入されている。
【００２７】更に、バルブ１６０の充填空間１６１に
は、マイクロ波を印加した時に発生する電界を集中させ
るために、伝導性を有する導体部材３００が挿入されて
いる。導体部材３００は、図３に示すように、所定直径
及び長さを有した物理的形態をした心部材３０１と、電
界の集中を誘導し得るように導電的物質により心部材３
０１の外周面にコーティングされた導電膜３０２とによ
り構成され、且つ、心部材３０１にコーティングされた
導電膜３０２の表面には、プラズマと直接反応して劣化
することを防止するために保護膜３０３を形成してい
る。
【００２８】このとき、心部材３０１は、数百℃以上の
高温環境でも変形しない炭化ケイ素により形成すること
が好ましく、また、導電膜３０２は、金属性物質、好ま
しくは、白金（Ｐｔ）により形成する。
【００２９】また、保護膜３０３は、耐熱特性を有する
材料により形成し、セラミックまたは溶融されたシリカ
により形成することが好ましい。
【００３０】導体部材３００は、直径５μｍのワイヤー
タイプに形成し、特に、直径に比べて長さが長くなるほ
ど効果に優れ、例えば、直径対長さの比が１／１００以
下であることが好ましく、また、導電膜３０２は、厚さ
０．５μｍ以下に形成する。
【００３１】以下、このように構成された本発明に係る
無電極照明機器の作用及び効果について説明する。
【００３２】先ず、電源を印加すると、高電圧発生器１
２０から高電圧を発生し、よって、マグネトロン１３０
からマイクロ波を発振する。
【００３３】次いで、マグネトロン１３０から発振した
マイクロ波を、導波管１４０を介して共振器１５０に伝
達して、共振器１５０の内部に強い電界を生成するの
で、電界によりバルブ１６０の充填空間１６１に充填さ
れた物質を励起放電すると同時に気化しながらプラズマ
を発生する。
【００３４】この時、共振器１５０の内部に生成した強
い電界によりバルブ１６０の内部に充填された非活性ガ
スが放電され、そのときに発生する熱によって主発光物
質が気化されながらプラズマを生成する。このように共
振器１５０に持続的に供給されるマイクロ波によって放
電を継続的に維持することにより発光し、発光した光
は、レフレクター１８０により反射されて前方を照らす
ようになっている。
【００３５】一方、本発明に係る無電極照明機器を消灯
してから再び点灯しようとすると、マイクロ波によりバ
ルブ１６０の充填空間１６１に挿入した導体部材３００
の両側端部に電気場の集中現象が発生し、その強い電気
場により放出加速された電子が気体放電を容易にするの
で、無電極照明機器の点灯所要時間が短縮されるように
なる。
【００３６】且つ、バルブ１６０の充填空間１６１の内
部に微小な前記導体部材３００を挿入することで、点灯
特性を簡便に向上することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る無電
極照明機器及びその機器に用いるバルブにおいて、バル
ブの充填空間内に導体部材を挿入することにより、バル
ブにマイクロ波を印加した時、バルブの内部に挿入した
導体部材の両端に電界が集中してバルブが速やかに発光
し、よって、使用者の便利性を図ると共に照明の信頼性
を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無電極照明機器を示した縦断面図
である。
【図２】図１のバルブ及び導体部材を示した断面図であ
る。
【図３】図２のＶ−Ｖ線方向から見た導体部材を示した
部分切開斜視図である。
【図４】従来無電極照明機器を示した縦断面図である。
【図５】図４のバルブを示した部分切開詳細図である。
【符号の説明】
１１０…ケーシング １２０…高電圧発生器 １３０…マグネトロン １４０…導波管 １５０…共振器 １６０…バルブ １８０…レフレクター ２１０…ファンハウジング ３００…導体部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ヨン−ソ 大韓民国，ギョンギ−ド，グワンミョン, ハーン３−ドン，ジュゴン アパートメン ト 701−404 (72)発明者 ジョン ヒョ−シク 大韓民国，ギョンギ−ド，グワンミョン, ハーン−ドン，295，ジュゴン アパート メント 703−401 (72)発明者 キム ヒュン−ジュン 大韓民国，ソウル，ノウォン−グ，ウォル ゲ−ドン，スンウォン アパートメント 402−510 (72)発明者 リー ジ−ヨウン 大韓民国，ギョンギ−ド グワンミョン, ハーン４−ドン，ジュゴン アパートメン ト 1105−109 (72)発明者 パーク ビョン−ジュ 大韓民国，ソウル，ゲウムチョン−グ，ド クサン２−ドン，378−514 Ｆターム(参考） 5C039 PP06

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケーシングの内部から該ケーシングの外
    部に出口部が突出して、マグネトロンにより発生したマ
    イクロ波を伝達する導波管と、 前記導波管の出口部外側に固定して、マイクロ波の共振
    領域を形成する共振器と、 前記共振器の内部に生成された電界によってプラズマを
    生成して光を発生するバルブと、 前記バルブの内部に挿入し、マイクロ波を印加した時に
    速かに発光するように電界を集中させる点灯促進手段と
    を包含して構成することを特徴とする無電極照明機器。
  2. 【請求項２】 前記点灯促進手段は、前記バルブの内部
    に挿入した伝導性を有する導体部材であることを特徴と
    する請求項１記載の無電極照明機器。
  3. 【請求項３】 前記導体部材は、 所定の直径及び長さを有する心部材と、 前記心部材の外周面に導電性物質によりコーティングし
    て電界を集中させる導電膜とにより構成することを特徴
    とする請求項２記載の無電極照明機器。
  4. 【請求項４】 前記心部材は、高熱に耐える材質により
    形成することを特徴とする請求項３記載の無電極照明機
    器。
  5. 【請求項５】 前記心部材は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）に
    より形成することを特徴とする請求項４記載の無電極照
    明機器。
  6. 【請求項６】 前記導電膜は、白金（Ｐｔ）により形成
    することを特徴とする請求項３記載の無電極照明機器。
  7. 【請求項７】 前記導体部材の前記導電膜の表面には、
    プラズマと直接反応して劣化されることを防止するため
    の保護膜が更に形成することを特徴とする請求項２記載
    の無電極照明機器。
  8. 【請求項８】 前記保護膜は、耐熱特性を有するセラミ
    ックまたは溶融されたシリカであることを特徴とする請
    求項７記載の無電極照明機器。
  9. 【請求項９】 前記導体部材は、ワイヤータイプに形成
    することを特徴とする請求項２記載の無電極照明機器。
  10. 【請求項１０】 前記導体部材の直径対長さの比は、１
    ／１００以下であることを特徴とする請求項９記載の無
    電極照明機器。
  11. 【請求項１１】 マイクロ波によりプラズマを生成する
    ように充填物質を充填し、マイクロ波を印加した時に速
    かに発光し得るように電界を集中させる点灯促進部材を
    挿入することを特徴とする無電極照明機器のバルブ。
  12. 【請求項１２】 前記点灯促進部材は、 所定の直径及び長さを有する心部材と、 前記心部材の外周面に導電性物質によりコーティングし
    て電界を集中させる導電膜とにより形成することを特徴
    とする請求項１１記載の無電極照明機器のバルブ。
  13. 【請求項１３】 前記心部材は、耐熱性材質により形成
    することを特徴とする請求項１２記載の無電極照明機器
    のバルブ。
  14. 【請求項１４】 前記心部材は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）
    により形成することを特徴とする請求項１３記載の無電
    極照明機器のバルブ。
  15. 【請求項１５】 前記導電膜は、白金により形成するこ
    とを特徴とする請求項１２記載の無電極照明機器のバル
    ブ。
  16. 【請求項１６】 前記点灯促進部材の前記導電膜の表面
    には、プラズマと直接反応して劣化されることを防止す
    るための保護膜が更に形成することを特徴とする請求項
    １２記載の無電極照明機器のバルブ。
  17. 【請求項１７】 前記保護膜は、耐熱特性を有するセラ
    ミックまたは溶融されたシリカであることを特徴とする
    請求項１６記載の無電極照明機器のバルブ。
  18. 【請求項１８】 前記点灯促進部材は、直径対長さの比
    が１／１００以下のワイヤータイプに形成することを特
    徴とする請求項１２記載の無電極照明機器のバルブ。
  19. 【請求項１９】 マイクロ波によりプラズマを生成する
    ように充填物質を充填し、 所定の直径及び長さを有して形成され、 マイクロ波を印加した時に速かに発光し得るように電界
    を集中させる心部材と、 該心部材の外周面にコーティングした導電性物質により
    形成された導電膜と、 該導電膜の上面にコーティングした耐熱保護膜とからな
    る点灯促進部材を挿入することを特徴とする無電極照明
    機器のバルブ。
  20. 【請求項２０】 前記心部材は、炭化ケイ素により形成
    し、前記導電膜は、白金により形成して、前記保護膜
    は、セラミックまたは溶融されたシリカにより形成する
    ことを特徴とする請求項１９記載の無電極照明機器のバ
    ルブ。
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Cited By (1)

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