KR100396770B1 - 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로파 이용한 조명 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 외곽을 형성하는 케이스와; 상기 케이스의 내부에 설치되어 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생부와; 상기 케이스의 내부에서 상기 마이크로파 발생부와 구획되고, 상기 마이크로파 발생부로부터 안테나를 통해 마이크로파가 전송됨으로써 무전극 플라즈마 전구가 발광하여 빛을 발생시키는 공진 발광부와; 상기 케이스의 일측에 구비되어 마이크로파는 차단하면서 상기 공진 발광부에서 발생된 빛은 외부로 방사하는 조명광 출사부를 포함하여 구성됨으로써, 전체적인 조명 시스템의 구조가 간단해지고 소형화를 실현할 수 있도록 한 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치에 관한 것이다.

Description

마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치{THE MICROWAVE LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 마이크로파 이용한 조명 장치에 관한 것으로서, 특히 마그네트론과 일체형으로 전극 플라즈마 전구를 통해 빛을 발생시키는 발광부를 구성함으로써 전체적인 조명 시스템의 구조가 간단해지고 소형화를 실현할 수 있도록 한 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치에 관한 것이다.

마이크로파 조명기구는 무전극 플라즈마 전구에 마이크로파를 가하여 이로부터 가시광선 또는 자외선을 발광시키는 장치로서, 통상적인 백열등이나 형광등에 비해 램프의 수명이 길고, 조명의 효과가 우수한 특징을 가지고 있다.

도 1은 마이크로파 조명 장치의 내부 구조가 도시된 단면도이다.

마이크로파 조명 장치는 마이크로파를 생성시키는 마그네트론(1)과, 상기 마그네트론(1)으로부터 마이크로파를 전달하는 도파관(3)과, 상기 도파관(3)을 통해 전달된 마이크로파 에너지에 의해 내부에 봉입된 물질이 플라즈마화 되면서 빛을 발생시키는 전구(5)와, 상기 도파관(3)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 마이크로파는 차단하면서 상기 전구(5)에서 발광된 빛은 통과시키는 공진기(10)로 구성된다.

이와 같은 마이크로파 조명 장치는 상기와 같은 기본 구조에 상기 마그네트론(1)에 상용 교류전원을 고압으로 승압시켜 제공하는 고압 발생기(7)와, 상기 마그네트론(1)과 고압 발생기(7) 등을 냉각시키기 위한 냉각 장치(9)와, 상기 전구(5)에서 발생된 빛을 앞쪽으로 집중 반사시키는 반사경(11)이 추가로 구성된다.

상기한 바와 같은 마이크로파 조명 장치는 고압 발생기(7)에 구동신호가 입력되면, 고압 발생기(7)는 외부로부터 교류 전원을 승압시켜 승압된 전압을 마그네트론(1)에 공급한다.

상기 마그네트론(1)은 상기 고압 발생기(7)로부터 공급된 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 마이크로파를 생성시키고, 이렇게 생성된 마이크로파는 도파관(3)을 통해 공진기(10) 내부로 방사되면서 전구(5) 내의 봉입된 물질을 방전시켜 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생시키게 된다.

이와 같이 상기 전구(5)에서 발생된 빛은 미러(12) 및 반사경(11)을 통해 전방으로 반사되면서 공간을 밝혀주게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 마이크로파 조명 장치는 마그네트론(1)으로부터 마이크로파를 전송하는 도파관(3)과, 이 도파관(3)의 앞쪽에 길게 돌출되게 설치되어 공진 영역을 형성하는 공진기(10) 등이 별도로 구비됨과 아울러 케이스의 뒤쪽에는 냉각 장치(9) 등이 설치되기 때문에 전체적인 조명 시스템의 구조가 복잡하여 제작비용이 상승하게 되고, 조명 시스템의 부피가 커져 설치 공간을 많이 차지하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마그네트론과 직렬로 공진 발광부를 구성하여 무전극 플라즈마 전구를 통해 빛을 발생시키도록 구성함으로써 전체적인 조명 시스템의 구조가 간단해지고, 부피가 축소되어 공간의제약 없이 용이하게 설치할 수 있는 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

도 1은 종래 기술의 마이크로파 조명 장치가 도시된 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치가 도시된 단면도,

도 3은 도 2의 A-A선 방향의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 케이스 51 : 프론트 케이스

52 : 리어 케이스 55 : 필터 박스

60 : 마이크로파 발생부 61 : 양극부

62 : 애노드 본체 63 : 베인

64 : 스트랩 65 : 음극부

66 : 안테나 66a : 스터브

67, 68 : 영구 자석 69 : 냉각 핀

70 : 공진 발광부 71 : 공진 실린더

73 : 베인 75 : 전구

79 : 냉각핀 80 : 조명광 출사부

83 : 스크린

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치는, 외곽을 형성하는 케이스와; 상기 케이스의 전방측 내부에 설치되며 전방측이 개방된 원통 형상으로 이루어진 공진 실린더와, 상기 공진 실린더의 내측면에서 중심을 향하여 방사형 구조로 배열된 베인과, 상기 베인의 중심에 위치되어 마이크로파에 의해 플라즈마가 발생되면서 발광하는 무전극 플라즈마 전구를 가지는 공진발광부와; 상기 케이스의 후방측 내부에 설치되며, 양극부와 음극부와 안테나와 상기 양극부의 전후면에 설치되는 영구자석로 구성되고, 상기 안테나가 상기 전면측 영구자석을 관통하여 상기 공진 실린더의 내부로 연장되어 상기 베인에 연결되는 마이크로파 발생부와; 상기 케이스의 전면에 구비되어 마이크로파는 차단하면서 상기 공진발광부에서 발생된 빛은 외부로 방사하고 마이크로파는 차단하는 금속 스크린을 가지는 조명광 출사부와; 상기 조명광 출사부의 주위에 설치되며 상기 조명과 출사부와 동심인 광출사공이 형성된 영구자석;을 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치가 도시된 단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 방향의 단면도이다.

본 발명의 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치는 외곽을 형성하는 케이스(50)와, 상기 케이스(50)의 후방측 내부에 설치되어 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생부(60)와, 상기 케이스(50)의 전방측 내부에서 상기 마이크로파 발생부(60)와 구획되어 상기 마이크로파 발생부(60)로부터 안테나(66)를 통해 마이크로파가 전송됨으로써 무전극 플라즈마 전구(75)가 발광하여 빛을 발생시키는 공진 발광부(70)와, 상기 케이스(50)의 전방측에 구비되어 마이크로파는 차단하면서 상기 공진 발광부(70)에서 발생된 빛은 외부로 방사하는 조명광 출사부(80)와, 상기 공진 발광부(70)와 마이크로파 발생부(60)의 둘레에 각각 설치되어 냉각 작용을 하는 냉각 핀(79)으로 구성된다.

상기에서 케이스(51)는 프런트 케이스(51)와 리어 케이스(52)가 상호 조립되어 구성되고, 상기 프런트 케이스(51)에는 상기 조명광 출사부(80)가 구비되고, 상기 리어 케이스(52)에는 상기 마이크로파 발생부(60)에 고압 발생기(미도시 됨)와 연결되어 승압된 전압을 인가하는 동시에 필터 작용을 하는 필터 박스(55)가 구비된다.

다음, 상기 마이크로파 발생부(60)는 공지의 마그네트론의 구조와 동일하게 원통 구조로 이루어진다.

이와 같은 마이크로파 발생부(60)는 원통 형상의 애노드 본체(62)에 일정량의 양극전압과 양극전류가 인가될 때 내부의 베인(63)과 스트랩(64)의 공진회로를 형성하는 양극부(61)와, 상기 양극부(61)의 중심에 설치되어 다량의 열전자를 발산하고 상기 베인(63)의 끝단과의 작용 공간에서 마이크로파가 발생되도록 하는 음극부(65)와, 상기 양극부(61)와 음극부(65)의 작용 공간에서 발생된 마이크로파를 외부로 전송시키는 안테나(66)와, 상기 양극부(61)의 애노드 본체(62) 전면과 후면에 각각 설치되어 자기 폐회로를 형성하는 영구자석(67)(68)으로 구성된다.

다음, 상기 공진 발광부(70)는 전방측인 상기 조명광 출사부(80) 쪽이 개방된 원통 형상으로 이루어진 공진 실린더(71)와, 상기 공진 실린더(71)의 내측면에서 중심을 향하여 방사형 구조로 배열된 베인(73)과, 상기 베인(73)의 중심에 위치되어 마이크로파에 의해 플라즈마가 발생되면서 발광하는 전구(75)로 구성된다.

상기 베인(73)은 상기 마이크로파 발생부(60)와 안테나(66)로 연결되고, 상기 안테나(66)에는 상기 공진 발광부(70) 내에서 스터브(66a)가 돌출되어 공진 발광부(70) 내로 마이크로파의 전송이 원활하게 이루어질 수 있도록 구성된다.

여기서 상기 마이크로파 발생부(60)와 상기 공진 발광부(70)는 상기 양극부(61) 애노드 본체(62)의 전면에 위치된 영구 자석(67)으로 구획되고, 상기 안테나(66)는 상기 영구 자석(67)을 관통하여 설치된다.

이와 같이 상기 공진 발광부(70)와 상기 마이크로파 발생부(60)는 상기 영구 자석(67)을 사이에 두고 상하 방향으로 직렬로 연결된다.

상기 전구(75)는 상기 영구 자석(67)에 고정된 지지봉(76)을 통해 상기 공진 발광부(70) 내에 고정된다.

다음 상기 조명광 출사부(80)는 상기 프런트 케이스(51)에서 상기 공진 발광부(70)의 앞쪽에 개구부(51a)가 형성되고, 상기 개구부(51a)에는 마이크로파는 차단하고 빛은 통과시킬 수 있도록 하는 스크린(83)이 설치된다.

여기서 상기 스크린(83)은 일정한 메쉬의 금속망 구조로 이루어져 상기 개구부의 내측에 고정된다.

다음, 상기 냉각 핀(69)(79)은 웨이브형 구조를 갖고, 애노드 본체(62) 및 공진 실린더(71)와 케이스(50) 사이에 일정 간격으로 균일하게 배열된 복수의 층 조립되어 상기 케이스(50) 내에서 공랭 구조를 형성하게 된다.

한편, 상기 프런트 케이스(51)와 공진 발광부(70)의 공진 실린더(71) 사이에는 공진 발광부(70) 내에 자기 회로를 형성하여 전구(75)의 봉입 가스를 여기시키는 공진 공동이 활발하게 진행되도록 영구 자석(77)이 설치될 수 있고, 상기 영구 자석에는 광출사공(77a)이 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 양극부(61)의 애노드 본체(62)에 일정량의 양극전압과 양극전류를 인가하면 진공상태로 밀봉된 애노드 본체(62)의 내부에서는 베인(63)과 스트랩(64)에 의한 공진회로가 구성된다.

이와 같이 공진회로가 구성되면 베인(63)의 끝단과 음극부(65)인 필라멘트 사이의 작용 공간에서는 마이크로파가 발생되며, 이 마이크로파는 안테나(66)를 통해 공진 발광부(70) 내로 전송된다.

이때, 각 공진 발광부(70) 내부로 방사된 마이크로파는 공진 공동을 형성하면서 전구(75) 내에 봉입된 물질을 여기시켜 플라즈마를 생성시키면서 고유한 스펙트럼을 갖는 빛을 발생시키게 되는 바, 상기 공진 실린더(71)의 내주면에는 전구(75)의 주위를 둘러싸는 베인(73)이 설치되고, 이 베인(73)에는 상기 마이크로파 발생부(60)의 안테나(66)이 연결되어 있으므로 안테나(66)에서 전송되는 마이크로파는 전구(75)에 대하여 충분하면서도 균일하게 전송되어 전구(75)의 발광효과가 극대화된다. 또한 상기 공진 발광부(70)의 전방에는 상기 조명광 출사부(80)와 동심상으로 형성되는 광출사공(77a)을 가지는 영구자석(77)을 설치하고 있으므로 공진 실린더(71) 내에 자기 회로를 형성하게 되므로 전구(75)에 봉입된 가스의 여기시키는 공진 공동이 활발하게 진행되어 발광효과가 극대화된다.

상기 전구(75)에서 발생된 빛은 상기 조명광 출사부(80)의 스크린을 통해 외부로 방출되어 조명 공간을 밝히게 된다.

한편, 상기 마이크로파 발생부와 공진 발광부에 발생된 열은 애노드 본체 또는 공진 실린더와 연결된 냉각 핀을 통해 외부로 발산되면서 냉각된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치는 마그네트론과 직렬로 공진 발광부가 구성되어 무전극 플라즈마 전구를 통해 빛이 발생되도록 구성되기 때문에 전체적인 조명 시스템의 구조가 간단해지고, 부피가 축소되어 공간의 제약 없이 용이하게 설치할 수 있는 이점을 제공하게 된다.

Claims (12)

1. 외곽을 형성하는 케이스와;

   상기 케이스의 전방측 내부에 설치되며 전방측이 개방된 원통 형상으로 이루어진 공진 실린더와, 상기 공진 실린더의 내측면에서 중심을 향하여 방사형 구조로 배열된 베인과, 상기 베인의 중심에 위치되어 마이크로파에 의해 플라즈마가 발생되면서 발광하는 무전극 플라즈마 전구를 가지는 공진발광부와;

   상기 케이스의 후방측 내부에 설치되며, 양극부와 음극부와 안테나와 상기 양극부의 전후면에 설치되는 영구자석로 구성되고, 상기 안테나가 상기 전면측 영구자석을 관통하여 상기 공진 실린더의 내부로 연장되어 상기 베인에 연결되는 마이크로파 발생부와;

   상기 케이스의 전면에 구비되어 마이크로파는 차단하면서 상기 공진발광부에서 발생된 빛은 외부로 방사하고 마이크로파는 차단하는 금속 스크린을 가지는 조명광 출사부와;

   상기 조명광 출사부의 주위에 설치되며 상기 조명과 출사부와 동심인 광출사공이 형성된 영구자석;을 포함한 것을 특징으로 하는 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 공진발광부의 공진 실린더와 마이크로파 발생부의 양극부 둘레에는 상기 케이스의 내주면에 접촉되어 냉각 작용을 하는 냉각 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 냉각 수단은 일정 간격으로 균일하게 배열된 웨이브형 냉각 핀인 것을 특징으로 하는 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,

   상기 안테나에는 공진발광부의 내부로 돌출되는 스터브가 구비된 것을 특징으로 하는 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 전구는 상기 공진발광부와 마이크로파 발생부 사이의 구획 구조물에 지지봉으로 연결되어 지지된 것을 특징으로 하는 마그네트론 일체형 마이크로파 조명 장치.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제