KR100737785B1 - Electrodeless discharge lamp - Google Patents

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Abstract

An electrodeless discharge lamp apparatus is provided to concentrate uniformly microwaves onto a bulb by forming a dielectric with a shape of ring and installing the dielectric at a resonator in order to surround the bulb. An electrodeless discharge lamp apparatus includes a resonator(119), a bulb(107), and a dielectric(200). The bulb is installed inside the bulb. The dielectric is arranged between the bulb and the resonator. The dielectric is formed with a shape of ring and is installed at the resonator in order to surround the bulb. The dielectric is formed of ceramic. An insertion hole is formed in the ring. A supporting frame includes one end inserted into the insertion hole and the other end installed at the resonator in order to connect the ring and the resonator with each other.

Description

무전극 방전램프장치{ELECTRODELESS DISCHARGE LAMP}Electrodeless discharge lamp device {ELECTRODELESS DISCHARGE LAMP}

도 1은 종래의 무전극 방전램프장치 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional electrodeless discharge lamp device.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무전극 방전램프장치 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of the electrodeless discharge lamp device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유전체 및 지지프레임.3 is a dielectric and support frame according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체.4 is a dielectric according to another embodiment of the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

103 : 마그네트론 105 : 도파관103: magnetron 105: waveguide

107 : 벌브 111 : 반사경107 bulb 111 reflector

119 : 공진기 120 : 벌브회전축119: resonator 120: bulb rotation shaft

130 : 반사경 200, 200a : 유전체130: reflector 200, 200a: dielectric

201 : 삽입공 210 : 브라켓201: insertion hole 210: bracket

211 : 지지프레임 212 : 삽입핀211: support frame 212: insertion pin

본 발명은 무전극 방전램프장치에 관한 것으로써, 특히, 벌브와 공진기 사이 에 배치된 유전체를 포함하여, 벌브에 많은 마이크로파의 집속이 이루어지므로, 발광시간을 단축시킬 수 있고, 또한 재 발광시의 발광시간도 단축시킬수 있는 무전극 방전램프장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electrodeless discharge lamp device, and in particular, a large number of microwaves are focused on a bulb, including a dielectric disposed between a bulb and a resonator, so that the light emission time can be shortened, The present invention relates to an electrodeless discharge lamp device capable of shortening the light emission time.

종래의 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프 장치는 한국등록특허 제393816호에 제시된 것이 있다.Conventional electrodeless discharge lamp device using a microwave has been presented in Korea Patent No. 393816.

도 1은 종래의 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프 장치의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 무전극 방전 램프 장치는, 케이싱(101)과, 케이싱(101)의 내부에 배치되어 마이크로파를 출력시키는 마그네트론(103)과, 마그네트론(103)의 일 측에 배치되어 마이크로파를 전송하는 도파관(105)과, 내부에 불활성 가스(G)가 봉입되며 케이싱(101)의 일 측 외부에 돌출되도록 배치되는 벌브(107)와, 벌브(107)의 둘레에 배치되어 벌브(107)의 광을 일 측으로 반사되도록 하는 리플렉터(111)를 구비하고 있다.1 is a cross-sectional view of a conventional electrodeless discharge lamp device using a microwave. As shown, the electrodeless discharge lamp device, the casing 101, a magnetron 103 disposed inside the casing 101 to output microwaves, and disposed on one side of the magnetron 103 to transmit microwaves A waveguide 105 to be disposed, an inert gas G being enclosed therein, and a bulb 107 disposed to protrude outside one side of the casing 101, and a bulb 107 disposed around the bulb 107. The reflector 111 which reflects light to one side is provided.

도파관(105)은 소정 주파수의 마이크로파를 전송할 수 있도록 마이크로파의 진행방향에 대해 구형(矩形)단면 형상을 가지도록 형성되어 있으며, 도파관(105)을 사이에 두고 마그네트론(103)의 대향 측에는 마그네트론(103)에 고압의 전력을 제 공하는 고압트랜스(113)가 배치되어 있다.The waveguide 105 is formed to have a spherical cross-sectional shape with respect to the traveling direction of the microwave so as to transmit microwaves of a predetermined frequency, and the magnetron 103 on the opposite side of the magnetron 103 with the waveguide 105 therebetween. The high voltage transformer 113 is provided to provide a high voltage power.

도파관(105)의 하측에는 벌브(107)와 일체로 연결되어 벌브(107)를 회전 구동시키는 벌브구동모터(109)가 배치되어 있으며, 벌브구동모터(109)의 하측에는 마그네트론(103) 및 고압트랜스(113)의 냉각을 위한 냉각팬(115)이 배치되어 있으며, 냉각팬(115)은 냉각팬구동모터(116)에 일체로 회전가능하게 결합되어 있다. 냉각팬(115)의 둘레에는 케이싱(101)의 외부로부터 흡입된 공기를 마그네트론(103) 및 고압트랜스(113)로 각각 제공할 수 있도록 에어가이드(117)가 각각 형성되어 있다.A bulb driving motor 109 is disposed below the waveguide 105 to be integrally connected with the bulb 107 and drives the bulb 107 to rotate. The magnetron 103 and the high pressure are disposed below the bulb driving motor 109. Cooling fan 115 for cooling the transformer 113 is disposed, the cooling fan 115 is rotatably coupled to the cooling fan drive motor 116 integrally. Air guides 117 are formed around the cooling fan 115 to provide air suctioned from the outside of the casing 101 to the magnetron 103 and the high pressure transformer 113, respectively.

리플렉터(111)는 벌브(107)로부터 방사되는 광을 벌브(107)의 회전축선방향을 따라 전방영역으로 반사할 수 있도록 내부에 반사면이 형성되어 있으며, 벌브(107)의 둘레에는 벌브(107)로부터 방사되는 광의 투과를 허용함과 동시에 마이크로파를 차단하는 망상체로 된 투광부재(119)가 배치되어 있다.The reflector 111 has a reflection surface formed therein to reflect the light emitted from the bulb 107 to the front region along the rotation axis direction of the bulb 107, and a bulb 107 around the bulb 107. The light transmitting member 119 is made of a reticular body that allows the transmission of light emitted from the light) and blocks the microwaves.

한편, 자유 공간을 전파하는 전자파는, 전계와 자계에 직각되는 방향으로 진행하는 전송 모드(mode), 즉, 횡전자계 모드(TEM mode : Transverse Electromagnetic Mode)로 되고, 도파관 내를 전파하는 전자파는 도파관 내의 벽에서 반사를 반복하면서 진행하므로 이들의 전자파가 합해져 전계 E만이 진행방향에 대해서 완전히 직각이고 자계 H는 진행방향의 성분이 있는 전기적 횡파인 TE 모드(Transverse Electric Mode) 또는 자계 H만이 진행방향에 완전히 직각이고 전계 E는 진행방향의 성분을 갖는 자기적 횡파인 TM(transverse magnetic mode) 모드 중의 하나로 된다.On the other hand, the electromagnetic waves propagating in the free space are in a transmission mode traveling in a direction perpendicular to the electric field and the magnetic field, that is, a transverse electromagnetic mode (TEM mode), and the electromagnetic waves propagating in the waveguide are waveguides. Since the reflections proceed in the inner wall repeatedly, these electromagnetic waves are summed so that only the electric field E is completely perpendicular to the direction of travel, and the magnetic field H is a transverse electric mode in which the components are in the direction of travel. It is completely perpendicular and the electric field E is in one of the transverse magnetic mode (TM) modes, which are magnetic shear waves with components in the direction of travel.

구형 도파관으로 전송 가능한 전파 모드로는 TE파, TM파 및 TE파와 TM파의 혼합파이며, TEM 모드는 속이 빈 도파관, 구형 또는 원형 도파관에서는 존재 할 수 없으며, 두 개의 도체로 구성된 동축선로나 평행2선식 등에는 존재한다.The propagation modes that can be transmitted to the rectangular waveguide are TE wave, TM wave, and mixed wave of TE wave and TM wave, and TEM mode cannot exist in hollow waveguide, rectangle or circular waveguide, and it is coaxial line or parallel consisting of two conductors. It exists in two-wire type.

그러나, 이러한 종래의 마이크로파를 이용한 무전극 방전 램프 장치는, 발광벌브(107)가 작은 부하로 작용하기 때문에 초기 가열시, 완전히 발광하는데까지는 벌브(107)내의 발광물질을 가열시키는데 다소 가열시간이 소요된다. 또한, 전원을 끈 후 다시 전원을 인가하여 발광시키는 데에도 많은 시간이 필요한 문제점이 있다.However, in the conventional electrodeless discharge lamp apparatus using the microwave, since the light emitting bulb 107 acts as a small load, it takes some time to heat the light emitting material in the bulb 107 until the light is completely emitted during the initial heating. do. In addition, there is a problem that a large amount of time is required to turn off the power and then apply power again to emit light.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 벌브와 공진기 사이에 배치된 유전체를 포함하여, 벌브에 많은 마이크로파의 집속이 이루어지므로, 발광시간을 단축시킬 수 있고, 또한 재 발광시의 발광시간도 단축시킬수 있는 무전극 방전램프장치를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a dielectric disposed between a bulb and a resonator, so that a large number of microwaves are focused on the bulb, so that the light emission time can be shortened and light emission upon re-emission It is an object of the present invention to provide an electrodeless discharge lamp device that can shorten the time.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무전극 방전램프장치는, 마이크로파를 이용한 무전극 방전램프 장치에 있어서, 공진기와, 상기 공진기 내부에 설치된 벌브와, 상기 벌브와 상기 공진기 사이에 배치된 유전체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The electrodeless discharge lamp device of the present invention for achieving the above object, in the electrodeless discharge lamp device using a microwave, comprising a resonator, a bulb provided in the resonator, and a dielectric disposed between the bulb and the resonator. It is characterized by comprising.

이 구성에 의하면, 벌브에 많은 마이크로파의 집속이 이루어지므로, 발광시간을 단축시킬 수 있고, 또한 재 발광시의 발광시간도 단축시킬수 있는 이점이 있다.According to this configuration, since the bulb focuses a lot of microwaves, the light emission time can be shortened and the light emission time upon re-emission can also be shortened.

상기 유전체는 세라믹으로하여, 유전율을 가지면서도 고온에서도 내구성을 갖을 수 있다.The dielectric is made of ceramic, and may have durability at high temperature while having a dielectric constant.

상기 유전체는 링으로 형성되어 상기 벌브를 둘러싸도록 상기 공진기에 설치되어, 벌브에 고르게 마이크로파를 집속시킬 수 있는 이점이 있다.The dielectric is formed in a ring to be installed in the resonator to surround the bulb, there is an advantage that can evenly focus the microwave on the bulb.

상기 링에는 삽입공이 형성되며, 일단은 상기 삽입공에 삽입되고 타단은 상기 공진기에 설치되어 상기 링과 상기 공진기를 연결하는 지지프레임이 구비되어, 벌브의 발광시 조도에 영향이 없도록 할 수 있는 이점이 있다.Insertion hole is formed in the ring, one end is inserted into the insertion hole and the other end is provided with a support frame for connecting the ring and the resonator is installed in the resonator, there is an advantage that the light intensity of the bulb does not affect There is this.

상기 유전체는 길이방향으로 경사지게 배치되어, 구형상의 벌브의 표면과 등간격이 되도록 할 수 있어서 벌브에 고르게 마이크로파를 집속시키는 동시에 효과적으로 마이크로파를 집속시킬 수 있게 된다.The dielectric may be disposed to be inclined in the longitudinal direction so as to be equally spaced from the surface of the spherical bulb, to focus the microwave evenly on the bulb and to effectively focus the microwave.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.For reference, among the configurations of the present invention to be described below, the same configuration as the prior art will be referred to the above-described prior art, and a detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무전극 방전램프장치 단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유전체 및 지지프레임이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체이다.Figure 2 is a cross-sectional view of an electrodeless discharge lamp device according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a dielectric and a support frame according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is a dielectric according to another embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 무전극 방전램프장치는, 마이크로파를 이용한 무전극 방전램프 장치에 있어서, 공진기(119)와, 상기 공진기(119) 내부에 설치된 벌브(107)와, 상기 벌브(107)와 상기 공진기(119) 사이에 배치된 유전체(200)를 포함하여 이루어진다.2 to 3, the electrodeless discharge lamp device of the present embodiment, in the electrodeless discharge lamp device using the microwave, the resonator 119 and the bulb 107 provided inside the resonator 119 And a dielectric 200 disposed between the bulb 107 and the resonator 119.

마이크로파를 출력시키는 마그네트론(103)과, 마그네트론(103)의 일 측에 배치되어 마이크로파를 전송하는 도파관(105)과, 벌브(107)로부터 방사되는 광의 투과를 허용함과 동시에 마이크로파를 차단하는 망상체로 된 공진기(119)와, 공진기 (119) 내부에 설치되어 벌브구동모터로 회동될 수 있도록 벌브회전축(120)에 연결된 벌브(107)와, 벌브(107)의 둘레 및 하부에 배치되어 벌브(107)의 광을 일 측으로 반사되도록 하는 반사경(111, 130)를 구비하고 있다.A magnetron 103 for outputting microwaves, a waveguide 105 disposed on one side of the magnetron 103 to transmit microwaves, and a reticulated body for blocking the microwaves while allowing transmission of light emitted from the bulb 107. The resonator 119, the bulb 107 connected to the bulb rotation shaft 120 so as to be installed inside the resonator 119 and to be rotated by the bulb driving motor, and disposed around and below the bulb 107. Reflectors 111 and 130 are provided to reflect light of the light toward one side.

반사경(111)의 상단에는 보호유리를 설치하여 벌브(107) 및 공진기(119)를 보호하도록 하는 것이 바람직하다. It is preferable to install a protective glass on the upper end of the reflector 111 to protect the bulb 107 and the resonator 119.

유전체(200)는 벌브(107)와 상기 공진기(119) 사이에 배치되어, 벌브(107)를 둘러싸도록 설치된다. The dielectric 200 is disposed between the bulb 107 and the resonator 119 and is installed to surround the bulb 107.

나아가, 유전체(200)는 세라믹으로 하여, 유전율을 가지면서도 벌브(107) 발광시 고온에서도 견딜 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable that the dielectric 200 be made of a ceramic so that the dielectric material 200 can withstand a high temperature at the time of emitting the bulb 107 while having dielectric constant.

또한, 유전체(200)는 도너츠모양의 링으로 형성되어 벌브(107)를 둘러싸도록 공진기(119)에 설치될 수 있다.In addition, the dielectric 200 may be formed in a donut-shaped ring and installed in the resonator 119 to surround the bulb 107.

링 형상의 유전체(200)에는 측면에 다수개의 삽입공(201)이 형성되며, 일단은 삽입공(201)에 삽입되고 타단은 공진기(119)에 설치되는 지지프레임(211)에 의해 유전체(200)와 공진기(119)는 연결된다.The ring-shaped dielectric 200 has a plurality of insertion holes 201 formed on the side thereof, one end of which is inserted into the insertion hole 201 and the other end of the dielectric 200 by the support frame 211 installed in the resonator 119. ) And the resonator 119 are connected.

지지프레임(211)은 벌브(107)의 방사상에 다수개 배치되며, 지지프레임(211)의 일단에는 지지프레임(211)보다 단면적이 작도록 삽입핀(212)이 형성된다.The support frame 211 is disposed in the radial number of the bulb 107, one end of the support frame 211 is formed with an insertion pin 212 to have a smaller cross-sectional area than the support frame 211.

이와 같이, 삽입핀(212)이 지지프레임(211)에 단차지게 형성되어, 삽입공(201)에 삽입핀(212)이 삽입된 후 지지프레임(211)이 걸림턱 역할을 하여 유전체(200)의 위치가 변하지 않게 된다. As such, the insertion pin 212 is formed to be stepped on the support frame 211, the insertion pin 212 is inserted into the insertion hole 201, the support frame 211 acts as a locking step of the dielectric 200 The position of does not change.

지지프레임(211)의 재질은 PE, PET 등과 같은 플라스틱류 또는 마이카 등이 될 수 있다.The support frame 211 may be made of plastic or mica such as PE, PET, or the like.

지지프레임(211)은 링형상의 브라켓(210) 내벽에 연결되어, 브라켓(210)에 의해 공진기(119) 내벽에 설치된다.The support frame 211 is connected to the inner wall of the ring-shaped bracket 210 and is installed on the inner wall of the resonator 119 by the bracket 210.

브라켓(210)은 공진기(119)에 걸림턱(미도시)을 형성하여 공진기(119) 내벽에 설치될 수 있다. The bracket 210 may be installed on the inner wall of the resonator 119 by forming a locking step (not shown) in the resonator 119.

한편, 유전체(200)는 벌브(107) 발광시 조도에 영향이 없도록 벌브(107) 하부에 위치시키는 것이 바람직하다.On the other hand, the dielectric 200 is preferably positioned below the bulb 107 so that the illumination of the bulb 107 is not affected.

전술한 바와는 다르게, 유전체(200a)는 도 4에 도시된 바와 같이, 측벽을 길이방향으로 경사지게 형성하여, 구형상의 벌브(107) 표면과 등간격이 되도록 경사지게 배치할 수 있다.Unlike the foregoing, as shown in FIG. 4, the dielectric 200a may be inclined in the longitudinal direction to be inclined at equal intervals from the spherical bulb 107 surface.

또한, 유전체(200a)의 설치구조는 걸이홈 구조로 할 수도 있다.In addition, the installation structure of the dielectric material 200a may be made into a hook groove structure.

이로써, 마그네트론(103)에서 생성된 마이크로파는 도파관(105)을 통해 공진기(119) 내로 이동되고, 벌브(107)를 둘러싸도록 설치된 유전체(200)는 공진기(119) 내의 자유공간에 분포된 마이크로파 분포를 벌브(107) 주위로 집속시켜준다.As a result, the microwaves generated by the magnetron 103 are moved into the resonator 119 through the waveguide 105, and the dielectric 200 installed to surround the bulb 107 is distributed in the free space in the resonator 119. To focus around the bulb 107.

따라서, 집속된 마이크로파는 벌브(107) 내의 발광물질을 가열하는데 더욱 효과적으로 작용하여 정상적인 발광상태에 도달하는 시간을 단축시켜준다. Therefore, the focused microwave acts more effectively to heat the light emitting material in the bulb 107, thereby shortening the time to reach a normal light emitting state.

재 점등시에도 동일하게 작용하여 가열 시간지연도 단축시킬수 있다.The same applies to re-lighting, which shortens the heating time delay.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications or variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below Can be carried out.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 무전극 방전램프장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the electrodeless discharge lamp apparatus of the present invention as described above, there are the following effects.

벌브와 공진기 사이에 배치된 유전체를 포함하여, 공진기내에 전송된 마이크로파의 분포를 벌브 주위로 집속시켜서, 발광시간을 단축시킬 수 있고, 재 발광시의 발광시간도 단축시킬수 있는 이점이 있다.Including the dielectric disposed between the bulb and the resonator, the distribution of the microwaves transmitted in the resonator can be focused around the bulb, so that the light emission time can be shortened and the light emission time upon re-emission can be shortened.

상기 유전체는 세라믹으로하여, 유전율을 가지면서도 고온에서도 내구성을 갖을 수 있다.The dielectric is made of ceramic, and may have durability at high temperature while having a dielectric constant.

상기 유전체는 링으로 형성되어 상기 벌브를 둘러싸도록 상기 공진기에 설치되어, 벌브에 고르게 마이크로파를 집속시킬 수 있는 이점이 있다.The dielectric is formed in a ring to be installed in the resonator to surround the bulb, there is an advantage that can evenly focus the microwave on the bulb.

상기 링에는 삽입공이 형성되며, 일단은 상기 삽입공에 삽입되고 타단은 상기 공진기에 설치되어 상기 링과 상기 공진기를 연결하는 지지프레임이 구비되어, 벌브의 발광시 반사경에 미치는 영향을 최소화시켜 조도가 감쇄되는 것을 방지할 수 있다. Insertion hole is formed in the ring, one end is inserted into the insertion hole and the other end is provided with a support frame for connecting the ring and the resonator is installed in the resonator, to minimize the effect on the reflector during light emission of the bulb Attenuation can be prevented.

상기 유전체는 길이방향으로 경사지게 배치되어, 구형상의 벌브의 표면과 등간격이 되도록 할 수 있어서 벌브에 고르게 마이크로파를 집속시키는 동시에 효과적으로 마이크로파를 집속시킬 수 있게 된다.The dielectric may be disposed to be inclined in the longitudinal direction so as to be equally spaced from the surface of the spherical bulb, to focus the microwave evenly on the bulb and to effectively focus the microwave.

Claims (5)

마이크로파를 이용한 무전극 방전램프 장치에 있어서,In the electrodeless discharge lamp device using a microwave, 공진기;Resonators; 상기 공진기 내부에 설치된 벌브;A bulb installed in the resonator; 상기 벌브와 상기 공진기 사이에 배치된 유전체를 포함하고,A dielectric disposed between the bulb and the resonator, 상기 유전체는 링으로 형성되어 상기 벌브를 둘러싸도록 상기 공진기에 설치된 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프장치.And the dielectric is formed in a ring and installed in the resonator to surround the bulb. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체는 세라믹인 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프장치.And said dielectric is a ceramic. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 링에는 삽입공이 형성되며,Insertion hole is formed in the ring, 일단은 상기 삽입공에 삽입되고 타단은 상기 공진기에 설치되어 상기 링과 상기 공진기를 연결하는 지지프레임이 구비된 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프장치. One end is inserted into the insertion hole and the other end is installed on the resonator, the electrodeless discharge lamp device, characterized in that provided with a support frame for connecting the ring and the resonator. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 유전체는 길이방향으로 경사지게 배치된 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프장치.And the dielectric is inclined in the longitudinal direction.
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