KR100690675B1 - Impedance matching control device for plasma lighting system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무전극 조명기기의 임피던스 매칭 조절 장치에 관한 것으로, 전자파를 발생하는 마그네트론과, 마그네트론에서 발생하는 전자파에 의해 여기되어 봉입물질이 발광하는 전구와, 전구를 수용하여 전자파는 가두는 반면 전구에서 발생한 빛은 투광하는 공진기와, 마그네트론에서 발생하는 마이크로파를 공진기로 전달하는 도파관을 포함한 무전극 조명기기에 있어서, 전자파의 임피던스를 매칭할 수 있도록 상기 도파관 또는 공진기 중에서 적어도 어느 한 쪽에는 그 돌출높이의 조절이 가능한 복수 개의 정합용 스터브를 설치하여서 구성함으로써, 시스템의 폭이 작아져 좁은 설치공간에 설치할 때 설치할 공간의 제약이 그만큼 줄고 이로 인해 시스템의 활용도가 높아지는 효과가 있다. The present invention relates to an impedance matching control device for an electrodeless lighting device, comprising: a magnetron generating electromagnetic waves, a light bulb excited by an electromagnetic wave generated from the magnetron, and a light emitting material emitting an encapsulation material; In an electrodeless illuminator including a resonator for transmitting light and a waveguide for transmitting microwaves generated from a magnetron to the resonator, at least one of the waveguide or the resonator has a protrusion height so as to match the impedance of electromagnetic waves. By installing and configuring a plurality of matching stubs that can be adjusted, the width of the system becomes smaller, so that the restriction of the space to be installed when installing in a narrow installation space, thereby increasing the utilization of the system.
Description
도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional electrodeless lighting device;
도 2는 본 발명 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도,2 is a longitudinal sectional view showing an example of the electrodeless illuminator of the present invention;
도 3은 도 2의 "A"부에 대한 상세도.FIG. 3 is a detailed view of part “A” of FIG. 2;
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
11 : 케이싱 12 : 마그네트론11: casing 12: magnetron
13 : 고압발생기 14 : 도파관13
14a : 스터브 삽입공 15 : 전구14a: stub hole 15: bulb
16 : 공진기 17 : 반사갓16: resonator 17: reflection shade
18 : 유전체거울 20 : 정합용 스터브18: dielectric mirror 20: matching stub
21 : 나사산21: thread
본 발명은 무전극 조명기기에 관한 것으로, 특히 제품을 조립한 후에 마그네트론과 도파관 그리고 전구 사이의 임피던스 매칭을 미세하게 조절할 수 있는 무전 극 조명기기의 임피던스 매칭 조절 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 전자파를 이용한 조명기기는 무전극 플라즈마 전구에 전자파를 가하여 이로부터 가시광선 또는 자외선을 발광시키는 장치로서 통상적인 백열등이나 형광등에 비해 램프의 수명이 길고 조명의 효과가 우수한 특징을 가지고 있다.In general, a lighting apparatus using electromagnetic waves is a device that applies electromagnetic waves to an electrodeless plasma bulb to emit visible light or ultraviolet rays therefrom, and has a longer lamp life and excellent lighting effect than conventional incandescent or fluorescent lamps.
도 1은 종래 전자파를 이용한 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a conventional electrodeless lighting device using electromagnetic waves.
이에 도시한 바와 같이 종래 무전극 조명기기는, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 마이크로파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 마이크로파를 전달하는 도파관(4)과, 내부에 발광물질을 봉입하고 도파관(4)을 통해 전달한 마이크로파 에너지에 의해 봉입한 물질이 여기(excited state)하여 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 전구(5)와, 도파관(4)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 마이크로파는 차단하면서 상기 전구(5)에서 발광된 빛은 통과하는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사갓(7)과, 전구(5) 후방측의 공진기(6) 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체거울(8)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압발생기(3)를 냉각하는 냉각팬(9)으로 구성하고 있다.As shown in the drawing, the conventional electrodeless lighting device includes a
도파관(4)은 그 일측면에 상기한 전구(5)와 공진기(6)를 결합하는 반면 측벽면에는 마그네트론(2)의 출구부(미부호)를 삽입 결합하도록 내부에 공간부를 구비하여 원통형으로 형성하고 있다.The waveguide 4 is coupled to the
도면중 미설명 부호인 M1은 전구를 회전시키는 전구모터, M2는 냉각팬을 회 전시키는 팬모터이다.In the drawings, reference numeral M1 denotes a bulb motor for rotating a light bulb, and M2 denotes a fan motor for rotating a cooling fan.
상기와 같은 종래 마이크로파를 이용한 조명시스템은 다음과 같이 동작한다.The lighting system using the conventional microwave as described above operates as follows.
즉, 제어부에서 고압발생기(3)에 구동신호를 입력하면, 고압발생기(3)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고압을 마그네트론(3)에 공급하고, 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 마이크로파를 생성하며, 이렇게 생성된 마이크로파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사되면서 전구(5) 내의 봉입된 물질을 방전하여 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사갓(7)과 유전체거울(8)에 의해 전방으로 반사하면서 공간을 밝히는 것이었다.That is, when the control unit inputs a driving signal to the
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 무전극 조명기기에 있어서는, 전구(5)와 전자파유닛(마그네트론,도파관,공진기) 사이의 임피던스가 정합되지 않을 경우 전자파의 공진주파수가 적정하게 가진되지 못하면서 전구(5)가 초기 방전이 되질 않거나 방전되더라도 대부분의 파워가 전구(5)에 잘 흡수되지 못하므로 광속이 현저히 저하될 뿐만 아니라 전체 효율도 떨어질 우려가 있음에도 불구하고, 기기가 조립된 후에는 마그네트론(2)과 도파관(4)과 공진기(6) 그리고 전구(5) 사이의 임피던스 매칭을 미세하게 조절할 수 없는 문제점이 있었다.However, in the conventional electrodeless illuminator as described above, if the impedance between the
본 발명은 상기와 같은 종래 전자파를 이용한 조명기기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 기기의 조립후 마그네트론과 도파관 그리고 공진기와 전구 사이의 임피던스 매칭을 미세하게 조절할 수 있는 무전극 조명기기의 임피던스 매칭 조절 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems of the conventional lighting apparatus using electromagnetic waves, and impedance matching of the electrodeless lighting apparatus which can finely adjust the impedance matching between the magnetron, the waveguide, the resonator and the bulb after assembly of the apparatus. It is an object of the present invention to provide a control device.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 전자파를 발생하는 마그네트론과, 마그네트론에서 발생하는 전자파에 의해 여기되어 봉입물질이 발광하는 전구와, 전구를 수용하여 전자파는 가두는 반면 전구에서 발생한 빛은 투광하는 공진기와, 마그네트론에서 발생하는 마이크로파를 공진기로 전달하는 도파관을 포함한 무전극 조명기기에 있어서, 전자파의 임피던스를 매칭할 수 있도록 상기 도파관 또는 공진기 중에서 적어도 어느 한 쪽에는 복수 개의 정합용 스터브를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기의 임피던스 매칭 조절 장치를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, a magnetron for generating electromagnetic waves, a light bulb excited by an electromagnetic wave generated from the magnetron emits light, and a resonator that receives the light bulb traps the electromagnetic wave while transmitting the light generated from the light bulb And a waveguide for transmitting a microwave generated from a magnetron to a resonator, wherein at least one of the waveguide or the resonator is provided with a plurality of matching stubs to match the impedance of electromagnetic waves. Provided is an impedance matching control device for an electrodeless lighting device.
이하, 본 발명에 의한 무전극 조명기기의 임피던스 매칭 조절 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the impedance matching control apparatus of the electrodeless illuminating device by this invention is demonstrated in detail based on one Example shown in an accompanying drawing.
도 2는 본 발명 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 3은 도 2의 "A"부에 대한 상세도이다.Figure 2 is a longitudinal sectional view showing an example of the electrodeless illuminator of the present invention, Figure 3 is a detailed view of the "A" portion of FIG.
이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 전자파를 이용한 무전극 조명기기는, 케이싱(11)의 내부에 장착하여 마이크로파를 생성하는 마그네트론(12)과, 마그네트론(12)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압발생기(13)와, 마그네트론(12)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(12)에서 생성한 마이크로파를 전달하고 그 내부에 임피던스 매칭을 위한 수 개의 정합용 스터브(matching stub)(20)를 구비하는 도파관(14)과, 발광물질을 봉입하고 상기 도파관(14)을 통해 전달한 전자파 에너지에 의해 발광물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 전구(15)와, 도파 관(14)과 전구(15)의 앞쪽에 씌워져 마이크로파는 차단하면서 상기 전구(15)에서 발광된 빛은 통과하는 공진기(16)와, 공진기(16)를 수용하여 전구에서 발생하는 빛이 직진하도록 반사하는 반사갓(17)과, 전구(15) 후방측의 공진기(16) 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체거울(18)과, 케이싱(11)의 일측에 구비하여 마그네트론(12)과 고압발생기(13)를 냉각하는 냉각팬(19)로 구성한다.As shown in the drawing, the electrodeless illuminator using electromagnetic waves according to the present invention includes a
도파관(14)은 그 일 측면 끝단부위에는 상기한 전구(15)와 공진기(16)를 결합하는 반면 맞은편 끝단부위에는 마그네트론(12)의 출구부(미부호)를 삽입 결합하도록 내부에 공간부를 구비하여 장방형으로 형성한다. 또, 도파관(14)의 측면, 즉 마그네트론(12)과 공진기(13)를 장착하는 면이나 그 맞은편 면 또는 양 끝단 부위의 측면에는 각각 한 개 또는 그 이상의 정합용 스터브(20)를 설치하되, 이 정합용 스터브(20)는 마그네트론(12)에서 발생하는 전자파의 유동상태를 고려하면 마그네트론(12)을 장착하는 면 보다는 그 맞은편에서의 정합 효과가 우수할 뿐만 아니라 마그네트론(12) 주변의 측면에 장착하는 것이 정합 효과가 우수하다.The
또, 도 3에서와 같이 정합용 스터브(20)를 복수 개 설치하는 경우에는 그 스터브(20)간 간격을 도파관(14)의 관내 파장 대비 대략 1/4 정도로 장착하는 것이 바람직하다.In addition, in the case where a plurality of matching stubs 20 are provided as shown in FIG. 3, it is preferable to mount the spacing between the stubs 20 about 1/4 of the wavelength in the tube of the
정합용 스터브(20)는 조명기기 전체를 조립한 이후에 그 돌출높이를 조절하면서 전자파의 임피던스를 미세하게 매칭할 수 있도록 상기한 도파관(14)에 나사 결합하는 것이 바람직하다. 이를 위해 정합용 스터브(20)의 외주면에는 나사산(21)을 형성하고 이에 대응하는 도파관(14)의 스터브삽입공(14a)에도 나사산(미부호)을 형성한다.The matching stub 20 is preferably screwed to the
한편, 상기한 정합용 스터브(20)는 공진기(16)에도 설치할 수 있고, 이 경우에도 정합용 스터브는 조명기기 전체를 조립한 후 미세하게 임피던스를 매칭할 수 있도록 나사 결합하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the matching stub 20 may be installed in the
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.
도면중 미설명 부호인 M1은 전구를 회전시키는 전구모터, M2는 냉각팬을 회전시키는 팬모터이다.Reference numeral M1 in the drawings denotes a bulb motor for rotating the bulb, and M2 is a fan motor for rotating the cooling fan.
상기와 같은 본 발명 무전극 조명기기의 임피던스 매칭 조절 장치가 가지는 작용효과는 다음과 같다.Effects of the impedance matching control device of the electrodeless lighting device of the present invention as described above are as follows.
즉, 고압발생기(13)가 교류 전원을 승압하여 승압된 고압을 마그네트론(12)에 공급하면, 마그네트론(12)은 고압에 의해 발진하면서 전자파를 생성하고, 이 전자파는 도파관(14)을 통해 공진기(16) 내부로 방사하면서 전구(15) 내의 봉입된 물질을 방전하여 빛을 발생하며, 이 빛은 반사갓(17)과 유전체거울(18)에 의해 전방으로 반사하면서 공간을 밝힌다.That is, when the
여기서, 도파관(14) 또는 공진기(16)의 내부에는 정합용 스터브(20)가 소정의 높이만큼 돌출되도록 장착함에 따라 마그네트론(12)과 도파관(14)과 공진기(16) 그리고 전구(15) 사이의 임피던스를 매칭할 수 있어 초기 방전이나 전체 방전을 원활하게 함으로써 전자파를 이용한 무전극 조명기기의 광효율을 높일 수 있다. 특히, 본 발명의 정합용 스터브(20)는 상기 조명기기에 그 돌출높이(삽입깊이)를 조절할 수 있도록 나사 결합함에 따라 조명기기의 조립시 각 부품들간의 가공오차나 조립오차가 발생하더라도 상기한 정합용 스터브(20)를 조명기기의 조립후 조이거나 풀어 마그네트론(12)에서 발진하는 전자파의 실제 공진주파수를 초기에 설계되었던 공진주파수로 일치하도록 미세하게 조절할 수 있으므로 조명기기의 광효율을 더욱 높일 수 있다.Here, the matching stub 20 is mounted inside the
본 발명에 의한 무전극 조명기기의 임피던스 매칭 조절 장치는, 도파관이나 공진기에 정합용 스터브를 나사 결합함으로써, 조명기기의 조립후에도 정합용 스터브의 돌출높이를 임의로 조절할 수 있고 이를 통해 전자파의 공진주파수가 적정하게 유지되도록 임피던스를 매칭을 미세하게 조절할 수 있어 조명기기의 광효율을 높일 수 있다. Impedance matching control device of the electrodeless lighting device according to the present invention, by screwing the matching stub to the waveguide or resonator, it is possible to arbitrarily adjust the protrusion height of the matching stub even after the assembly of the lighting equipment, through which the resonance frequency of the electromagnetic wave The impedance can be finely adjusted so that the impedance can be maintained properly, thereby increasing the light efficiency of the lighting device.
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KR20050025804A (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-14 | 엘지전자 주식회사 | Resonator structure of electrodeless lighting system |
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공개특허 1020050025804 * |
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