KR100690676B1 - 무전극 조명기기용 전구의 봉입물 누설 차단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 무전극 조명기기용 전구의 봉입물 누설 차단 장치는, 전계에 의해 플라즈마화하면서 발광할 수 있는 방전물질을 봉입하는 전구와,상기 전구에 쐐기모양의 자계분포를 형성하여 플라즈마 상태의 방전물질이 그 전구의 외부 전계에 끌려 누설되는 것을 차단할 수 있도록 상기 전구의 주변에 설치하는 전자석 또는 영구자석을 포함함으로써, 전구 주변에 전구내 플라즈마를 가둘 수 있는 자계를 형성하여 나트륨 이온과 같은 방전물질의 이온이 전구 밖으로 누설되는 것을 막아 전구의 수명을 연장할 수 있다.

Description

무전극 조명기기용 전구의 봉입물 누설 차단 장치{DEVICE FOR PROTECTING LEAKAGE OF BULB IN PLASMA LIGHTING SYSTEM}

도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 본 발명 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도,

도 3은 본 발명 무전극 조명기기에서 전구 주변의 자계분포를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

5 : 전구 5a : 발광부

10 : 자계형성부 11 : 하우징

12 : 전자석

본 발명은 전자파를 이용한 무전극 조명기기에 관한 것으로, 특히 전구내 봉입물이 누설되는 것을 차단하여 전구의 수명을 연장할 수 있는 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치에 관한 것이다.

일반적으로 무전극 조명기기(PLS : Plasma Lighting System)는 전자레인지에 주로 사용되고 있는 고주파 발진기(마그네트론)을 이용하여 그 고주파 발진기에서 발생하는 전자파가 전구내 버퍼가스(buffer gas)를 플라즈마 상태로 만들면서 금속화합물이 빛을 연속적으로 발산하도록 함으로써 전극 없이도 뛰어난 광량의 빛을 제공할 수 있는 기기이다.

이러한 무전극 조명기기의 전구에는 통상 작동 중 플라즈마를 형성하여 발광을 주도하는 금속, 할로겐족 화합물, 황 또는 셀런 등과 같은 발광물질과, 발광초기에 발광부 내부에 플라즈마를 형성하기 위한 아르곤(Ar), 제논(Xe), 크립톤(Kr) 등의 불활성가스와, 그리고 수은과 같이 초기 방전을 도와 점등을 용이하게 하거나 발생되는 빛의 스펙트럼 등을 조절하기 위한 방전촉매물질을 함께 봉입하고 있다. 여기에 최근 광효율을 높이기 위하여 전구의 내부에 나트륨(Na) 성분 등을 포함한 봉입물을 첨가하고 있다.

도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 무전극 조명기기는, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 전자파를 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 전자파를 전달하는 도파관(4)과, 전자파 에너지에 의해 봉입된 방전물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 전구(5)와, 도파관(4)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 전자파를 소정의 공진주파수로 공진하면서 전자파는 차단하는 반면 상기 전구(5)에서 발광된 빛은 통과시키는 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.

전구(5)는 소정의 내부체적을 구비하여 석영재질로 된 구 형상으로 형성하고 그 내부에 플라즈마화 하면서 빛을 발하도록 상기한 발광물질과 불활성가스 그리고 방전촉매물질과 나트륨 등을 봉입하여 케이싱(1)의 외부에 배치하는 발광부(5a)와, 발광부(5a)에 일체로 연장 형성하여 상기 케이싱(1)의 내부에서 지지하는 지지부(5b)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 1a는 공기흡입구, 1b는 공기배출구, M1은 전구를 회전시키는 전구모터, M2는 냉각팬을 회전시키는 팬모터이다.

상기와 같은 종래 무전극 조명기기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 제어부의 지령에 따라 고압발생기(3)에 구동 신호를 입력하면, 고압발생기(3)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고압을 마그네트론(2)에 공급하고, 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성한다. 이 전자파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사하면서 전구(5) 내에 봉입된 불활성가스를 여기(exiting)시켜 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사갓(7)과 유전체거울(8)에 의해 전방으로 반사되면서 공간을 밝히는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 무전극 조명기기는, 전술한 바와 같이 광효율을 높이기 위하여 전구에 나트륨과 같은 첨가물을 추가 봉입하는 경우 이 나트륨 성분이 석영으로 된 전구(5)에서 빠져나가는 현상이 발생하면서 전구의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 무전극 조명기기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 전구에 봉입하는 나트륨 성분이 누설되는 것을 방지할 수 있는 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 전계에 의해 플라즈마화하면서 발광할 수 있는 방전물질을 봉입하는 전구와,상기 전구에 쐐기모양의 자계분포를 형성하여 플라즈마 상태의 방전물질이 그 전구의 외부 전계에 끌려 누설되는 것을 차단할 수 있도록 상기 전구의 주변에 설치하는 전자석 또는 영구자석을 포함한 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치를 제공한다.
또, 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 설치하는 마그네트론과, 상기 마그네트론에 연통하여 전자파를 안내하는 도파관과, 상기 도파관에 연통하여 전자파가 소정의 공진형태를 형성하도록 하는 공진기와, 상기 공진기의 내부에 수용하고 전계에 의해 플라즈마화하면서 발광할 수 있는 방전물질을 봉입하는 전구와, 상기 전구에 쐐기모양의 자계분포를 형성하여 플라즈마 상태의 방전물질이 그 전구의 외부 전계에 끌려 누설되는 것을 차단할 수 있도록 상기 전구의 주변에 설치하는 전자석 또는 영구자석을 포함한 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 3은 본 발명 무전극 조명기기에서 전구 주변의 자계분포를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 봉입물 누설 차단 장치를 구비한 무전극 조명기기는, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 전자파를 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 전자파를 전달하는 도파관(4)과, 전자파 에너지에 의해 봉입된 방전물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 전구(5)와, 도파관(4)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 전자파를 소정의 공진주파수로 공진하면서 전자파는 차단하는 반면 상기 전구(5)에서 발광된 빛은 통과시키는 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)과, 반사갓(7)의 외주면에 설치하여 전구 주변에 자계를 형성하는 자계형성부(10)를 포함한다.

전구(5)는 소정의 내부체적을 구비하여 석영재질로 된 구 형상으로 형성하고 그 내부에 플라즈마화 하면서 빛을 발하도록 상기한 발광물질과 불활성가스 그리고 방전촉매물질과 나트륨 등의 방전물질을 봉입하여 케이싱(1)의 외부에 배치하는 발광부(5a)와, 발광부(5a)에 일체로 연장 형성하여 상기 케이싱(1)의 내부에서 지지하는 지지부(5b)로 이루어진다. 발광부(5a)의 내부에는 상기한 발광물질과 불활성가스 그리고 방전촉매물질을 함께 봉입함과 아울러 광효율을 높일 수 있도록 나트륨과 같은 첨가물을 요오드 상태로 함께 봉입한다.

자계형성부(10)는 전구 내 플라즈마 상태의 나트륨 이온을 전구의 발광부(5a) 내부 중앙에 가둬 이 나트륨 이온이 전구 외부의 전계에 끌려 누설되는 것을 차단할 수 있도록 배치하되, 상기한 자계형성부(10)의 자계분포가 도 3에서와 같이 쐐기모양으로 형성되도록 배치하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 자계형성부(10)는 상기 반사갓(7)의 외주면에 전자석 또는 영구자석을 설치하여 이루어지는 것으로, 특히 조명기기의 작동중에만 상기한 자계형성부(10)를 동작시킬 수 있도록 전자석으로 설치하는 것이 바람직하다.

또, 자계형성부(10)가 전자석인 경우에는 하우징(11)에 전자석(12)을 내장하여 그 하우징(11)을 케이싱(1) 등에 고정 설치하는 반면 영구자석인 경우에는 상기한 케이싱(1)의 외주면에 붙여 고정 설치하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 제어부의 지령에 따라 전원공급부(미도시)에서 전원이 마그네트론(2)에 공급되어 마그네트론(2)에서는 고주파 에너지를 갖는 전자파를 발생하고, 이 전자파는 도파관(4)을 통해 공진기(6)의 내부로 유도되어 공진하면서 전구(5)의 발광부(5a)에 봉입한 불활성가스를 방전하며, 이 방전에 의해 발생하는 열이 발광물질을 기화하여 플라즈마를 형성하면서 높은 광도의 빛을 방출하고, 이 빛은 반사갓(7)과 유전체거울(8)에 의해 전방으로 반사되어 공간을 조명하게 된다.

이때, 전구(5)의 발광부(5a)에 봉입된 방전물질 중에서 나트륨과 같은 첨가물의 이온이 주변의 전계에 끌려 전구 밖으로 누설되려는 경향이 발생하나, 자계형성부(10)인 전자석(11)에 전원이 인가되거나 영구자석의 자력에 의해 도 3과 같이 전구 주변에 쐐기형상의 자계분포가 형성되어 상기 전구(5) 내부의 방전물질 이온을 가둠에 따라 방전물질의 이온이 전구 벽면으로 접근하는 자체를 차단하여 그 방전물질이 누설되는 것을 미연에 방지할 수 있고 이를 통해 전구를 장시간 사용할 수 있어 전구 수명이 연장되는 효과가 있다.

본 발명에 의한 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치는, 전구내 봉입된 방전물질이 외부의 전계에 의해 전구 벽면으로 접근하는 것을 방지할 수 있는 전자석 또는 영구자석을 설치함으로써, 전구 주변에 전구내 플라즈마를 가둘 수 있는 자계를 형성하여 나트륨 이온과 같은 전구내 봉입된 방전물질의 이온이 전구 밖으로 누설되는 것을 막아 전구의 수명을 연장할 수 있다.

Claims (5)

1. 전계에 의해 플라즈마화하면서 발광할 수 있는 방전물질을 봉입하는 전구와,

   상기 전구에 쐐기모양의 자계분포를 형성하여 플라즈마 상태의 방전물질이 그 전구의 외부 전계에 끌려 누설되는 것을 차단할 수 있도록 상기 전구의 주변에 설치하는 전자석 또는 영구자석을 포함한 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치.
2. 케이싱과,

   상기 케이싱의 내부에 설치하는 마그네트론과,

   상기 마그네트론에 연통하여 전자파를 안내하는 도파관과,

   상기 도파관에 연통하여 전자파가 소정의 공진형태를 형성하도록 하는 공진기와,

   상기 공진기의 내부에 수용하고 전계에 의해 플라즈마화하면서 발광할 수 있는 방전물질을 봉입하는 전구와,

   상기 전구에 쐐기모양의 자계분포를 형성하여 플라즈마 상태의 방전물질이 그 전구의 외부 전계에 끌려 누설되는 것을 차단할 수 있도록 상기 전구의 주변에 설치하는 전자석 또는 영구자석을 포함한 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 전자석은 상기 케이싱에 고정 설치하는 하우징에 결합하여 상기 전구의 주변에 배치하는 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 영구자석은 케이싱에 부착하여 상기 전구의 주변에 배치하는 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 방전물질은 나트륨(Na)을 포함하는 무전극 조명기기의 봉입물 누설 차단 장치.

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