KR100739191B1 - 무전극 조명기기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 음극과 양극을 구비하여 전원 인가시 전자파를 생성하는 본체부와, 상기 본체부의 일측에 구비하여 전원공급기로부터 전원을 입력받는 입력부와, 상기 본체부의 타측에 구비하여 그 본체부에서 생성한 전자파를 방사하는 출력부로 이루어진 마그네트론; 상기 마그네트론의 본체부에 삽입되어 결합되도록 결합구멍이 관통 형성되는 방열블록;을 포함하고, 상기 본체부의 외주면과 결합구멍의 내주면을 요철 결합함으로써, 마그네트론과 방열블록을 용이하게 조립할 수 있을 뿐만 아니라 마그네트론의 변형을 방지하여 방열블록과 마그네트론 사이의 냉각 효과를 높일 수 있다.

Description

무전극 조명기기{PLASMA LIGHTING SYSTEM}

도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 종래 무전극 조명기기에서 마그네트론의 냉각장치를 분해하여 보인 사시도,

도 3은 본 발명 무전극 조명기기에서 마그네트론의 냉각장치를 분해하여 보인 사시도,

도 4는 본 발명 무전극 조명기기에서 마그네트론을 도파관에 결합한 상태를 보인 사시도,

도 5는 도 4의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 마그네트론 11 : 본체부

11a : 아노드실린더 11b : 방열홈

12 : 입력부 13 : 출력부

20 : 방열블록 21 : 결합구멍

21a : 방열돌기 30 : 방열커버

본 발명은 전자파를 이용한 무전극 조명기기에 관한 것으로, 특히 마그네트론에서 발생하는 열을 전도에 의해 방열시키는 방열블록을 용이하게 결합할 수 있는 무전극 조명기기에 관한 것이다.

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

도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 2는 종래 무전극 조명기기에서 마그네트론의 냉각장치를 분해하여 보인 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 무전극 조명기기는, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 전원공급기(미도시)로부터 전류를 인가 받아 전자파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)의 출력부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(3)과, 전자파 에너지에 의해 봉입물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 무전극 전구(4)와, 도파관(3)과 무전극 전구(4)의 앞쪽에 씌워져 전자파를 소정의 공진주파수로 공진하면서 전자파는 차단하는 반면 상기 무전극 전구(4)에서 발광된 빛은 통과시키는 공진기(5)와, 공진기(5)를 수용하여 무전극 전구(4)에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사갓(6)과, 무전극 전구(4) 후방측 의 공진기(5) 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체거울(7)을 포함하고 있다.

마그네트론(2)은 도 2에 도시한 바와 같이, 전원 인가시 전자파를 발생하는 본체부(2a)와, 본체부(2a)의 일 측에 형성하여 전원을 입력받는 입력부(2b)와, 본체부(2a)의 타 측에 형성하여 그 본체부(2a)에서 발생한 전자파를 무전극 조명기기의 시스템으로 출력하는 출력부(2c)로 이루어져 있다.

본체부(2a)는 그 내부에 음극을 이루는 필라멘트와 양극을 이루는 베인을 함께 수용하여 고주파 에너지를 생성하는 아노드실린더(2d)를 구비하고, 아노드실런더(2d)의 외주면에는 그 아노드실린더(2d)에서 발생하는 열을 열전도시켜 방열하는 방열블록(9)을 감싸 설치하며, 방열블록(8)의 외측면에는 상기 마그네트론(2) 전체를 감싸는 방열커버(9)에 접촉하도록 고정 설치하고 있다.

방열블록(8)은 마그네트론(2)의 본체부 외곽면을 이루는 요크판(2e)의 안쪽에 횡방향으로 후조립하도록 좌우 한 쌍으로 형성하여 그 내주면이 상기한 아노드실린더(2d)의 외주면에 긴밀하게 접촉하도록 긴 볼트로 조여 체결하고 있다. 또, 방열블록(8)은 그 외측면이 상기한 방열커버(9)의 내측면에도 긴밀하게 접촉하도록 나사로 조여 체결하고 있다.

도면중 미설명 부호인 8a 및 8b는 좌우측 방열블록, F는 냉각팬, M은 전구모터이다.

상기와 같은 종래 무전극 조명기기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 제어부의 지령에 따라 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높 은 주파수를 갖는 전자파를 생성하고, 이 전자파는 도파관(3)을 통해 공진기(5) 내부로 방사하면서 무전극 전구(4) 내에 봉입된 불활성가스를 여기(exiting)시킨다. 이 과정에서 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사갓(6)과 유전체거울(7)에 의해 전방으로 반사되면서 공간을 밝힌다. 이때, 마그네트론(2)에서는 전자파 에너지를 생성하면서 주로 아노드실린더(2d)에서 고열이 발생하나, 이 열은 냉각팬(F)에 의한 대류에 의해 방열되는 한편 방열블록(8)을 통해 방열커버(9)로 전도되어 신속하게 냉각되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 무전극 조명기기의 마그네트론에 있어서는, 방열블록(8)을 조립할 때 양쪽 방열블록(8a)(8b)을 마그네트론(2)의 본체부(2a)에 끼운 후 긴 볼트로 두 방열블록(8a)(8b)을 조여 체결함에 따라 조립공정이 복잡할 뿐만 아니라 볼트 체결시 너무 강하게 조이면 그 조임력에 의해 마그네트론(2)의 본체부(2a), 즉 아노드실린더(2e)가 눌려 변형되는 반면 너무 약하게 조이거나 조립오차로 인해 방열블록(8)과 아노드실린더(2d) 사이가 벌어져 냉각효과가 저하될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 무전극 조명기기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 마그네트론의 본체부에 방열블록을 용이하면서도 조립되는 부위의 변형이나 조립공차로 인한 냉각효과의 저하를 미연에 방지할 수 있는 무전극 조명기기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 음극과 양극을 구비하여 전원 인가시 전자파를 생성하는 본체부와, 상기 본체부의 일측에 구비하여 전원공급기로부터 전원을 입력받는 입력부와, 상기 본체부의 타측에 구비하여 그 본체부에서 생성한 전자파를 방사하는 출력부로 이루어진 마그네트론; 상기 마그네트론의 본체부에 삽입되어 결합되도록 결합구멍이 관통 형성되는 방열블록;을 포함하고, 상기 방열블록의 결합구멍과 상기 마그네트론의 본체부 중에서 어느 한 쪽에는 방열돌기가 형성되는 반면 다른 한 쪽에는 상기 방열돌기가 형합되도록 방열홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 무전극 조명기기를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 무전극 조명기기에서 마그네트론의 냉각장치를 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 무전극 조명기기에서 마그네트론을 도파관에 결합한 상태를 보인 사시도이며, 도 5는 도 4의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 케이싱(1)의 일측에 내장하여 전원공급기(미도시)로부터 전원을 전달받아 전자파를 생성하고 후술할 본체부(11)에 방열블록(20)을 축방향으로 삽입하여 결합하는 마그네트론(10)과, 마그네트론(10)의 출력부(13)에 연통하여 그 마그네트론(10)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(3)과, 전자파 에너지에 의해 봉입물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 발광부(4a)를 상기한 케이싱(1)의 전방측 개구쪽에 배치하는 무전극 전구(4)와, 도파관(3)과 무전극 전구(4)의 앞쪽에 씌워져 전자파를 소정의 공진주파수로 공진하면서 전자파는 차단하는 반면 상기 무전극 전구(4)에서 발광된 빛은 통과시키는 공진기(5)와, 공진기(5)를 수용하도록 상기 케이싱(1)의 전방측 개구측에 설치하여 무전극 전구(4)에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사갓(6)과, 무전극 전구(4) 후방측의 공진기(5) 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체거울(7)을 포함한다.

마그네트론(10)은 도 3에서와 같이 전원 인가시 전자파를 발생하는 본체부(11)와, 본체부(11)의 일측에 형성하여 전원을 입력받는 입력부(12)와, 본체부(11)의 타측에 형성하여 그 본체부(11)에서 발생한 전자파를 무전극 조명기기의 시스템으로 출력하는 출력부(13)로 이루어진다.

본체부(11)는 그 내부에 음극을 이루는 필라멘트와 양극을 이루는 베인을 함께 수용하여 고주파 에너지를 생성하는 아노드실린더(11a)를 구비하고, 아노드실런더(11a)의 외주면에는 그 아노드실린더(11a)에서 발생하는 열을 열전도시켜 방열하는 방열블록(20)을 축방향으로 삽입하여 결합하도록 원주방향을 따라 요철지고 축방향으로 길게 복수 개의 방열홈(11b)을 형성한다.

방열블록(20)은 열전도성이 높은 알루미늄 재질을 일체형 직육면체의 판체 형상으로 형성하고, 그 중앙에는 상기 본체부(11)의 아노드실린더(11a)에 접촉하여 삽입할 수 있도록 결합구멍(21)을 형성하며, 상기 방열블록(20)의 결합구멍(21) 내주면에는 상기 본체부(11)의 방열홈(11b)에 삽입될 수 있도록 원주방향을 따라 요철지고 축방향으로 길게 복수 개의 방열돌기(21a)를 형성한다.

방열돌기와 방열홈은 서로 위치를 바꿔 형성할 수도 있다. 즉, 아노드실린더 에 방열돌기를 형성하고 방열블록에 방열홈을 형성할 수도 있다.

한편, 방열블록(20)의 외측면에는 상기 마그네트론(10) 전체를 감싸는 방열커버(30)에 접촉하도록 고정 설치한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 14a 및 14b는 상부영구자석 및 하부영구자석, 15a 및 15b는 상판요크 및 하판요크이다.

상기와 같은 본 발명 무전극 조명기기는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 전류를 음극인 필라멘트(미도시)에 인가하면, 필라멘트에서는 열전자를 방출하고, 이 열전자는 필라멘트와 양극인 베인(미도시) 및 아노드실린더(11a) 사이에 인가된 강한 전계와 자계에 의해 고주파 에너지를 방출하여 도파관(3)을 통해 공진기(5)로 공급하며, 공진기(5)에 공급된 전자파는 무전극 전구(4)에 봉입된 물질을 플라즈마화시켜 발광하도록 한다. 이때, 아노드실린더(11a)에서는 전자파를 생성하는 과정에서 고열이 발생하나, 이 고열은 전구모터(4)에 결합한 냉각팬(F)이 회전할 때 생기는 강제대류에 의해서도 방열되는 동시에 아노드실린더(11a)에 방열블록(20)을 결합하여 생기는 열전도에 의해서도 방열되면서 마그네트론(10)을 신속하게 냉각할 수 있다.

한편, 마그네트론의 방열블록을 조립하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 마그네트론(10)의 본체부(11) 외주면, 보다 정확하게는 아노드실린더(11a)의 외주면에 방열블록(20)의 결합구멍(21)을 외삽하여 결합한다. 이때, 아노 드실린더(11a)의 방열홈(11b)에 방열블록(20)의 방열돌기(21a)가 삽입되어 형합되도록 한다.

다음, 마그네트론(10)의 본체부(11)를 감싸는 상판요크(15a)를 이용하여 방열블록(20)을 수용하도록 하여 입력부(12)를 감싸는 하판요크(15b)에 체결한다.

다음, 마그네트론(10) 전체를 수용하는 방열커버(30)로 상기한 방열블록(20)을 포함한 마그네트론(10) 전체를 감싸 도파관(3)에 체결하되, 방열블록(20)의 외측면이 방열커버(30)의 내측면에 접촉하도록 하여 나사로 체결 고정한다.

이렇게, 상기 방열블록을 마그네트론의 본체부에 축방향으로 삽입하여 결합함에 따라 복수의 방열블록을 볼트로 조여 결합하는 것에 비해 그 조립공정이 간소화될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 방열블록을 조일 때 발생될 수 있는 마그네트론의 변형이나 마그네트론과의 조립오차를 미연에 방지하여 마그네트론의 신뢰성과 냉각 효과를 높일 수 있다.

본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 아노드실린더의 외주면에 방열홈을 형성하고 방열블록에 방열돌기를 형성하여 상기 방열블록을 마그네트론에 축방향으로 결합함으로써, 마그네트론과 방열블록을 용이하게 조립할 수 있을 뿐만 아니라 마그네트론의 변형을 방지하여 방열블록과 마그네트론 사이의 냉각 효과를 높일 수 있다.

Claims (4)

1. 음극과 양극을 구비하여 전원 인가시 전자파를 생성하는 본체부와, 상기 본체부의 일측에 구비하여 전원공급기로부터 전원을 입력받는 입력부와, 상기 본체부의 타측에 구비하여 그 본체부에서 생성한 전자파를 방사하는 출력부로 이루어진 마그네트론;

   상기 마그네트론의 본체부에 삽입되어 결합되도록 결합구멍이 관통 형성되는 방열블록;을 포함하고,

   상기 방열블록의 결합구멍과 상기 마그네트론의 본체부 중에서 어느 한 쪽에는 방열돌기가 형성되는 반면 다른 한 쪽에는 상기 방열돌기가 형합되도록 방열홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 마그네트론의 외곽에는 그 마그네트론을 수용하는 방열커버가 구비되고, 그 방열커버의 내측면에 상기 방열블록의 외측면이 접촉되어 결합되는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 방열돌기와 방열홈은 축방향으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.

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