KR100477395B1 - Electrodeless lamp using microwave discharge - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공진기의 벽이 산화되거나 공진기 벽의 전기전도성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 마이크로파 방전 무전극 전등을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a microwave discharge electrodeless lamp which can prevent the wall of the resonator from being oxidized or the electrical conductivity of the wall of the resonator is reduced.

본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등은, 마이크로파 공진을 통한 전기장을 인가받아 방전을 일으키는 방전구; 방전구를 에워싸도록 설치되며, 그 벽면이 투명 혹은 반투명 전도체로 이루어지고, 마이크로파 공진을 통해 상기 방전구에 강한 전기장을 인가하는 마이크로파 공진기; 마이크로파 공진기의 하단에 설치되며, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파를 상기 마이크로파 공진기 내부로 전달하는 도파수단; 및 마이크로파 공진기의 외부에 마이크로파 공진기를 에워싸도록 설치되며, 상기 방전구로부터 발생되어 마이크로파 공진기의 벽면을 통해 방사되는 가시광을 특정 방향으로 집속시켜주는 반사경을 포함하여 구성된다.The microwave discharge electrodeless lamp according to the present invention, the discharge port for generating a discharge by receiving an electric field through the microwave resonance; A microwave resonator installed to surround the discharge port, the wall surface of which is made of a transparent or translucent conductor, and configured to apply a strong electric field to the discharge hole through microwave resonance; A wave guide unit installed at a lower end of the microwave resonator and transferring the microwaves generated from the microwave source into the microwave resonator; And a reflector installed outside the microwave resonator to surround the microwave resonator and focusing visible light emitted from the discharge port and emitted through the wall of the microwave resonator in a specific direction.

이와 같은 본 발명에 의하면, 방전구를 에워싸고 있는 마이크로파 공진기의 벽면이 투명 혹은 반투명의 전도체 산화물로 되어 있어, 마이크로파 방전시 방전구로부터 발생되는 가시광에 의한 고열로 공진기 벽면이 산화되거나 전기전도성이 떨어지지 않는다. 따라서, 마이크로파 공진기의 특성이 저하되지 않고 효율이 높아지며 수명이 길어지는 등 전체적인 성능이 향상된다.According to the present invention, the wall surface of the microwave resonator surrounding the discharge port is made of a transparent or semi-transparent conductive oxide, so that the wall of the resonator is not oxidized or the electrical conductivity is degraded due to the high temperature caused by the visible light generated from the discharge hole during the microwave discharge. Do not. Therefore, the overall performance is improved without increasing the characteristics of the microwave resonator without increasing the efficiency and the life.

Description

마이크로파 방전 무전극 전등{Electrodeless lamp using microwave discharge} Electrodeless lamp using microwave discharge

본 발명은 마이크로파 방전 무전극 전등에 관한 것으로서, 특히 그 일부 또는 전부가 투명 혹은 반투명 전도체 벽으로 이루어진 마이크로파 공진기를 채용함으로써 공진기의 벽이 산화되거나 공진기 벽의 전기전도성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 마이크로파 방전 무전극 전등에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave discharge electrodeless lamp, and in particular, by employing a microwave resonator, part or all of which is made of transparent or translucent conductor walls, a microwave discharge capable of preventing the wall of the resonator from oxidizing or the electrical conductivity of the resonator wall being deteriorated. It relates to an electrodeless lamp.

일반적으로, 마이크로파 방전 무전극 전등은 전도체 망으로 이루어진 마이크로파 공진기 내에 있는 방전구에서 발생하는 발광 방전이 마이크로파에 의한 무전극 여기에 의해 유지된다고 알려져 있다. 방전구에서 발생된 가시광은 마이크로파 공진기를 구성하는 전도체 망의 수많은 구멍을 통해 밖으로 방출된다.In general, microwave discharge electrodeless lamps are known to have a luminescent discharge generated at a discharge port in a microwave resonator made of a conductor network by electrodeless excitation by microwaves. The visible light generated at the discharge port is emitted out through numerous holes in the conductor network constituting the microwave resonator.

종래 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서 마이크로파 공진기 벽의 일부 또는 전부가 전도체 망으로 만들어져 있어 마이크로파는 공진기 안에 가둬지고 가시광은 방출된다. 그러나, 가시광과 함께 발생되는 고열로 인해 전도체 망이 산화될 뿐만 아니라 전도체 망의 전기전도성이 떨어져 공진기의 특성이 나빠지고 효율이 저하된다. In a conventional microwave discharge electrodeless lamp, part or all of the microwave resonator wall is made of a conductor network so that microwaves are trapped in the resonator and visible light is emitted. However, the high heat generated with visible light not only oxidizes the conductor network but also degrades the electrical conductivity of the conductor network, resulting in poor resonator characteristics and reduced efficiency.

본 발명은 이상과 같은 종래 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 그 일부 또는 전부가 투명 혹은 반투명 전도체 벽으로 이루어진 마이크로파 공진기를 채용함으로써 공진기의 벽이 산화되거나 공진기 벽의 전기전도성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 마이크로파 방전 무전극 전등을 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the problems in the conventional microwave discharge electrodeless lamp as described above, and by employing a microwave resonator made of a part or all of transparent or translucent conductor walls, the wall of the resonator is oxidized or It is an object of the present invention to provide a microwave discharge electrodeless lamp that can prevent the electrical conductivity is lowered.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등은, 마이크로파 공진을 통한 전기장을 인가받아 방전을 일으키는 방전구; 상기 방전구를 에워싸도록 설치되며, 마이크로파 공진을 통해 상기 방전구에 강한 전기장을 인가하는 마이크로파 공진기; 상기 마이크로파 공진기의 하단에 설치되며, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파를 상기 마이크로파 공진기 내부로 전달하는 도파 수단; 및 상기 마이크로파 공진기의 외부에 마이크로파 공진기를 에워싸도록 설치되며, 상기 방전구로부터 발생되어 마이크로파 공진기의 벽면을 통해 방사되는 가시광을 특정 방향으로 집속시켜주는 반사경을 구비하는 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서, In order to achieve the above object, a microwave discharge electrodeless lamp according to the present invention comprises: a discharge port for generating a discharge by receiving an electric field through microwave resonance; A microwave resonator installed to surround the discharge hole and applying a strong electric field to the discharge hole through microwave resonance; Waveguide means installed at a lower end of the microwave resonator and transferring microwaves generated from a microwave source into the microwave resonator; And a microwave reflector installed outside the microwave resonator, the reflector configured to focus visible light emitted from the discharge port and emitted through the wall of the microwave resonator in a specific direction.

상기 방전구는 속이 빈 구체 형태로서 내부의 빈 공간에는 황(S), 브롬화인듐(InBr), 황화인듐(InS), 메탈할라이드 솔트 등의 물질이 주입되어 있고, 상기 마이크로파 공진기는 그 벽면이 투명 혹은 반투명 전도체로 이루어지고, 그 투명 혹은 반투명 전도체로 ITO(Indium Tin Oxide), TiO2, SnO2, In2O3, ZnO, CdO, CdIn2O4, Cd2SnO4, Zn2SnO4 등과 같은 물질 중의 어느 하나가 코팅된 유리나 아크릴이 사용된점에 그 특징이 있다.The discharge holes are hollow spheres, and materials such as sulfur (S), indium bromide (InBr), indium sulfide (InS), and metal halide salts are injected into the empty space therein, and the microwave resonator has a transparent or It is made of translucent conductor, and its transparent or translucent conductor is ITO (Indium Tin Oxide), TiO 2 , SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, CdO, CdIn 2 O 4 , Cd 2 SnO 4 , Zn 2 SnO 4 etc. It is characterized by the fact that either one of the materials is coated glass or acrylic.

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이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등의 구조를 보여주는 것으로서, 도 1은 측단면도이고, 도 2는 평면도이다.1 and 2 show the structure of a microwave discharge electrodeless lamp according to the present invention, Figure 1 is a side cross-sectional view, Figure 2 is a plan view.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등은 방전구(110), 마이크로파 공진기(120), 도파수단 및 반사경(140)으로 크게 구성된다.1 and 2, the microwave discharge electrodeless lamp according to the present invention is largely composed of a discharge port 110, a microwave resonator 120, a wave guide means and a reflector 140.

상기 방전구(110)는 마이크로파 공진을 통한 전기장을 인가받아 방전을 일으킨다. 이와 같은 방전구(110)는 속이 빈 구체 형태로서 내부의 빈 공간에는 황(S), 브롬화인듐(InBr), 황화인듐(InS), 메탈할라이드 솔트 등이 주입된다. 또한, 마이크로파의 전기장에 의해 방전구(110)가 고르게 가열되도록 방전구(110)를 고정 지지하는 방전구 지지부재(110s)에 모터 등을 설치하여 방전구(110)가 회전될 수 있도록 구성할 수도 있다. The discharge port 110 generates an electric discharge by receiving an electric field through microwave resonance. The discharge holes 110 are hollow spheres, and sulfur (S), indium bromide (InBr), indium sulfide (InS), and metal halide salts are injected into the empty space therein. In addition, the discharge hole 110 can be rotated by installing a motor or the like in the discharge hole support member 110s for holding and supporting the discharge hole 110 so that the discharge hole 110 is evenly heated by the electric field of the microwave. It may be.

상기 마이크로파 공진기(120)는 방전구(110)를 에워싸도록 설치되며, 그 벽면이 투명 혹은 반투명 전도체로 이루어지고, 마이크로파 공진을 통해 상기 방전구 (110)에 강한 전기장을 인가한다. 이 마이크로파 공진기(120)는 원통형, 육면체형, 다면체형 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 그 벽면을 이루는 투명 혹은 반투명 전도체로는 ITO(Indium Tin Oxide), TiO2, SnO2, In2O3, ZnO, CdO, CdIn2O4, Cd2SnO4, Zn2SnO4 등이 코팅된 유리나 아크릴이 사용될 수 있다. 이때, 공진기의 벽면은 이 투명 혹은 반투명의 전도체 벽으로 그 일부 또는 전부가 구성될 수 있다.The microwave resonator 120 is installed to surround the discharge port 110, the wall surface is made of a transparent or translucent conductor, and applies a strong electric field to the discharge port 110 through the microwave resonance. The microwave resonator 120 may be configured in various forms such as cylindrical, hexahedral, and polyhedral. The transparent or semi-transparent conductors forming the wall include ITO (Indium Tin Oxide), TiO 2 , SnO 2 , In 2 O 3 Glass or acryl coated with ZnO, CdO, CdIn 2 O 4 , Cd 2 SnO 4 , Zn 2 SnO 4, and the like may be used. At this time, the wall surface of the resonator may be part or all of the transparent or translucent conductor wall.

상기 도파수단은 마이크로파 공진기(120)의 하단에 설치되며, 마이크로파 발생원(미도시)으로부터 발생된 마이크로파를 상기 마이크로파 공진기(120) 내부로 전달한다. 도 1 및 도 2는 이와 같은 도파수단으로서 도파관(130)이 사용된 경우를 보여주는 것으로서, 마이크로파 공진기(120)와 결합되는 쪽의 도판관(130)의 대략 단부에는 도파관(130)을 통해 전달되어져 온 마이크로파 에너지를 마이크로파 공진기(120) 내부로 전달하기 위한 결합구멍(130h)이 마련된다.The waveguide means is installed at a lower end of the microwave resonator 120, and transmits microwaves generated from a microwave generator (not shown) into the microwave resonator 120. 1 and 2 show a case in which the waveguide 130 is used as the waveguide means, and is transmitted through the waveguide 130 to approximately an end of the waveguide 130 coupled to the microwave resonator 120. Coupling holes 130h are provided to transfer the on microwave energy into the microwave resonator 120.

상기 반사경(140)은 마이크로파 공진기(120)의 외부에 마이크로파 공진기 (120)를 에워싸도록 설치되며, 상기 방전구(110)로부터 발생되어 마이크로파 공진기(120)의 투명 혹은 반투명의 전도체 벽을 통해 방사되는 가시광을 특정 방향으로 집속시켜준다. 이와 같은 반사경(140)은 본 실시예에서와 같이 마이크로파 공진기 (120)의 외부에 설치될 수도 있지만, 경우에 따라서는 마이크로파 공진기(120)의 내부에 설치될 수도 있다.The reflector 140 is installed outside the microwave resonator 120 to surround the microwave resonator 120 and is generated from the discharge port 110 to radiate through the transparent or translucent conductor wall of the microwave resonator 120. Focuses visible light in a specific direction. Such a reflector 140 may be installed outside the microwave resonator 120 as in the present embodiment, but may be installed inside the microwave resonator 120 in some cases.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파가 도파관(130)을 통해 마이크로파 공진기(120) 내부로 전달되면, 마이크로파는 외부로 방사 또는 누출되지 않고 공진기(120) 내부에서 공진을 한다. 마이크로파 공진기(120) 내의 마이크로파 주파수로 진동하는 강한 전기장은 방전구(110) 안의 저압력의 불활성 가스를 이온화 한다. 이온화된 가스는 방전구(110) 내부의 황(S), 브롬화인듐(InBr), 황화인듐(InS), 메탈할라이드 솔트 또는 이에 상응하는 다른 화합물을 가열함으로써 가시광을 발생시킨다. 발생된 가시광은 공진기의 투명 혹은 반투명 전도체 벽을 통해 외부로 방사된다. 이때, 투명 전도체막은 산화물이므로 가시광과 함께 발생된 고열에 의해 산화되지 않는다. In the microwave discharge electrodeless lamp of the present invention having the above configuration, when the microwave generated from the microwave source is transmitted to the inside of the microwave resonator 120 through the waveguide 130, the microwave is not radiated or leaked to the outside without resonator Resonance inside 120. The strong electric field oscillating at the microwave frequency in the microwave resonator 120 ionizes the low pressure inert gas in the discharge port 110. The ionized gas generates visible light by heating sulfur (S), indium bromide (InBr), indium sulfide (InS), a metal halide salt, or another compound corresponding thereto in the discharge port 110. The visible light is emitted to the outside through the transparent or translucent conductor walls of the resonator. At this time, since the transparent conductor film is an oxide, it is not oxidized by the high heat generated with visible light.

한편, 도 3은 이상과 같은 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등 구조에 있어서, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파 에너지를 마이크로파공진기(120)로 전달하기 위한 도파수단으로서 상기와 같은 도파관(130) 대신 동축케이블(330)을 사용한 예를 보여주는 도면이다. 이와 같이, 도파수단으로서 동축케이블(330)을 사용할 경우, 도파관(130)을 사용할 시의 결합구멍(130h)에 해당하는 기능 혹은 역할을 위해 마이크로파 공진기(120)와 결합되는 부위쪽의 동축케이블 (330)의 단부에는 결합루프(330h)가 마련된다. Meanwhile, FIG. 3 is a coaxial instead of the waveguide 130 as a wave guide means for transferring microwave energy generated from a microwave source to the microwave resonator 120 in the microwave discharge electrodeless lamp structure according to the present invention as described above. A diagram showing an example of using the cable 330. As described above, when the coaxial cable 330 is used as the wave guide means, the coaxial cable of the portion coupled to the microwave resonator 120 for a function or role corresponding to the coupling hole 130h when the waveguide 130 is used ( A coupling loop 330h is provided at the end of 330.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등은 방전구를 에워싸고 있는 마이크로파 공진기의 벽면이 투명 혹은 반투명의 전도체 산화물로 되어 있어, 마이크로파 방전시 방전구로부터 발생되는 가시광에 의한 고열로 공진기 벽면이 산화되거나 전기전도성이 떨어지지 않는다. 따라서, 마이크로파 공진기의 특성이 저하되지 않고 효율이 높아지며 수명이 길어지는 등 전체적인 성능이 향상되고, 투명 혹은 반투명 전도체를 사용하므로 외관상 다양한 형태의 전등 설계가 가능해지는 장점이 있다. As described above, the microwave discharge electrodeless lamp according to the present invention has a transparent or semi-transparent conductive oxide on the wall surface of the microwave resonator surrounding the discharge port, so that the high temperature due to the visible light generated from the discharge hole during the microwave discharge. The resonator wall does not oxidize or lose its electrical conductivity. Accordingly, the overall performance is improved, such as the efficiency of the microwave resonator is not deteriorated, the efficiency is increased, and the life is long, and since the transparent or semi-transparent conductor is used, various types of light designs are apparent in appearance.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등의 구조를 개략적으로 보여주는 측단면도. 1 is a side cross-sectional view schematically showing the structure of a microwave discharge electrodeless lamp according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등의 구조를 개략적으로 보여주는 평면도.Figure 2 is a plan view schematically showing the structure of a microwave discharge electrodeless lamp according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등의 다른 실시예를 보여주는 도면.Figure 3 shows another embodiment of a microwave discharge electrodeless lamp according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110...방전구 120...마이크로파 공진기110 ... discharger 120 ... microwave resonator

130...도파관 140...반사경130 ... waveguide 140 ... reflector

130h...결합구멍 110s...방전구 지지부재130h ... engagement hole 110s ... discharge support member

330...동축케이블 330h...결합루프 330 ... coaxial cable 330h ... mating loop

Claims (5)

마이크로파 공진을 통한 전기장을 인가받아 방전을 일으키는 방전구; 상기 방전구를 에워싸도록 설치되며, 마이크로파 공진을 통해 상기 방전구에 강한 전기장을 인가하는 마이크로파 공진기; 상기 마이크로파 공진기의 하단에 설치되며, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파를 상기 마이크로파 공진기 내부로 전달하는 도파 수단; 및 상기 마이크로파 공진기의 외부에 마이크로파 공진기를 에워싸도록 설치되며, 상기 방전구로부터 발생되어 마이크로파 공진기의 벽면을 통해 방사되는 가시광을 특정 방향으로 집속시켜주는 반사경을 구비하는 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서, A discharge port for generating a discharge by receiving an electric field through microwave resonance; A microwave resonator installed to surround the discharge hole and applying a strong electric field to the discharge hole through microwave resonance; Waveguide means installed at a lower end of the microwave resonator and transferring microwaves generated from a microwave source into the microwave resonator; And a microwave reflector installed outside the microwave resonator, the reflector configured to focus visible light emitted from the discharge port and emitted through the wall of the microwave resonator in a specific direction. 상기 방전구는 속이 빈 구체 형태로서 내부의 빈 공간에는 황(S), 브롬화인듐(InBr), 황화인듐(InS), 메탈할라이드 솔트 등의 물질이 주입되어 있고, 상기 마이크로파 공진기는 그 벽면이 투명 혹은 반투명 전도체로 이루어지고, 그 투명 혹은 반투명 전도체로 ITO(Indium Tin Oxide), TiO2, SnO2, In2O3, ZnO, CdO, CdIn2O4, Cd2SnO4, Zn2SnO4 등과 같은 물질 중의 어느 하나가 코팅된 유리나 아크릴이 사용된 것을 특징으로 하는 마이크로파 방전 무전극 전등.The discharge holes are hollow spheres, and materials such as sulfur (S), indium bromide (InBr), indium sulfide (InS), and metal halide salts are injected into the empty space therein, and the microwave resonator has a transparent or It is made of translucent conductor, and its transparent or translucent conductor is ITO (Indium Tin Oxide), TiO 2 , SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, CdO, CdIn 2 O 4 , Cd 2 SnO 4 , Zn 2 SnO 4 etc. A microwave discharge electrodeless lamp, wherein any of the materials is coated with glass or acrylic. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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