KR100862295B1 - Compact waveguide and plasma lighting system having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컴팩트 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치에 관한 것으로, 도판관의 길이를 종래 대비 50% 이상 줄인 컴팩트도파관을 사용함으로써 소형화된 조명장치 등에 적용할 수 있으며 다양한 분야에 적용할 수 있는 컴팩트도파관을 제공한다.The present invention relates to a compact waveguide and an electrodeless lighting device having the same, which can be applied to a miniaturized lighting device by using a compact waveguide having a length of 50% or more reduced in length than a conventional compact and can be applied to various fields. Provide a waveguide.

컴팩트도파관, 유전체 Compact waveguide, dielectric

Description

컴팩트 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명 장치 {COMPACT WAVEGUIDE AND PLASMA LIGHTING SYSTEM HAVING THE SAME}Compact waveguide and electrodeless lighting device having same {COMPACT WAVEGUIDE AND PLASMA LIGHTING SYSTEM HAVING THE SAME}

도 1은 종래의 무전극 조명장치를 보인 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional electrodeless lighting device,

도 2는 도 1에 따른 무전극 조명장치의 요부를 도시한 사시도,Figure 2 is a perspective view showing the main part of the electrodeless lighting device according to Figure 1,

도 3은 도 2에 따른 마그네트론과 도파관을 도시한 평면도,3 is a plan view illustrating the magnetron and the waveguide according to FIG. 2;

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마그네트론과 도파관을 도시한 사시도,4 is a perspective view showing a magnetron and a waveguide according to an embodiment of the present invention;

도 5는 도 4에 따른 마그네트론과 도파관의 평면도,5 is a plan view of the magnetron and the waveguide according to FIG. 4;

도 6은 도 4에 따른 도파관 양단 사이의 각도에 따른 광속의 변화를 나타낸 실험그래프,6 is an experimental graph showing a change in luminous flux according to an angle between both ends of the waveguide according to FIG. 4;

도 7은 도 4에 따른 도파관의 원호 중심에서 슬롯의 내측까지의 거리에 따른 광속의 변화를 나타낸 실험그래프,7 is an experimental graph showing a change in luminous flux according to the distance from the arc center of the waveguide according to FIG. 4 to the inside of the slot;

도 8은 도 4에 따른 도파관의 슬롯의 폭에 따른 광속의 변화를 나타낸 실험그래프,8 is an experimental graph showing a change in luminous flux according to the width of a slot of the waveguide according to FIG. 4;

도 9는 도 4에 따른 도파관의 슬롯의 양직선부 사이의 각도에 따른 광속의 변화를 나타낸 실험그래프,9 is an experimental graph showing a change in luminous flux according to an angle between the straight portions of the slots of the waveguide according to FIG. 4;

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네트론과 도파관을 도시한 평면도이다. 10 is a plan view illustrating a magnetron and a waveguide according to another embodiment of the present invention.

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

20 : 마그네트론 21 : 출력부20: magnetron 21: output unit

50 : 공진기 60 : 무전극 전구50: resonator 60: electrodeless bulb

400 : 컴팩트 도파관 410 : 슬롯400: Compact waveguide 410: Slot

420 : 백월 430 : 유전체420: back month 430: dielectric

본 발명은 컴팩트 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도파관의 길이를 종래 대비 50% 이상 줄인 컴팩트 도파관 및 이를 구비한 무전극 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a compact waveguide and an electrodeless illumination device having the same, and more particularly, to a compact waveguide and an electrodeless illumination device having the same, the length of the waveguide is reduced by 50% or more.

일반적으로 무전극 조명장치는 비교적 신광원으로 인식되고 있는 램프 장치이다. 무전극 조명장치는 직경 25~40mm의 석영구에 아르곤 등 발광물질을 봉입하여 무전극 전구를 이루고, 이 무전극 전구를 마이크로파 공동(cavity)에 가둬 마그네트론으로 2.45GHz의 마이크로파 방전을 일으켜 상기 무전극 전구의 발광물질에서 발광효율이 높고 연색성이 좋은 백색광의 연속 스펙트럼을 얻도록 하는 램프 장치이다.In general, an electrodeless lighting device is a lamp device that is recognized as a relatively new light source. The electrodeless lighting device forms an electrodeless bulb by placing a light emitting material such as argon into a quartz sphere having a diameter of 25 to 40 mm, and trapping the electrodeless bulb in a microwave cavity to generate a microwave discharge of 2.45 GHz with a magnetron. It is a lamp device to obtain a continuous spectrum of white light with high luminous efficiency and good color rendering in the light emitting material of the bulb.

도 1은 종래의 무전극 조명장치를 보인 단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 무전극 조명장치의 요부를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 마그네트론과 도파관을 도시한 평면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional electrodeless lighting device, Figure 2 is a perspective view showing the main portion of the electrodeless lighting device according to Figure 1, Figure 3 is a plan view showing a magnetron and a waveguide according to Figure 2.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 무전극 조명장치는, 케이싱(10)의 내부에 장착되어 전자파를 생성하는 마그네트론(20)과, 상기 마그네트론(20)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압발생기(30)와, 상기 마그네트론(20)의 출력부에 연통되어 그 마그네트론(20)에서 생성된 전자파를 전달하는 도파관(40)과, 상기 도파관(40)의 출구에 연통되어 그 출구를 통해 전달되는 전자파가 공진되는 공진기(50)와, 상기 공진기(50)의 내부에 수용되어 전자파 에너지에 의해 봉입물질이 플라즈마화 되면서 빛을 발생하는 무전극 전구(60)와, 상기 공진기(50)와 무전극 전구(60)가 수용되어 그 무전극 전구(60)에서 발생되는 빛을 전방으로 반사하는 반사갓(70)과, 상기 무전극 전구(60) 후방측의 공진기(50) 내부에 장착되어 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체거울(80)과, 상기 케이싱(10)의 일측에 설치되어 마그네트론(20)과 고압발생기(30)를 냉각하는 냉각팬(90)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional electrodeless lighting device includes a magnetron 20 mounted inside a casing 10 to generate electromagnetic waves, and a commercial AC power is boosted and supplied to the magnetron 20 at a high pressure. The high pressure generator 30 and the waveguide 40 which communicates with the output of the magnetron 20 and transmits electromagnetic waves generated by the magnetron 20, and the outlet of the waveguide 40 communicates with the outlet. A resonator 50 in which electromagnetic waves transmitted through the resonance are resonated, an electrodeless light bulb 60 which is accommodated in the resonator 50 and generates light as the encapsulation material is plasma-formed by electromagnetic energy, and the resonator 50. And the electrodeless bulb 60 is accommodated in the reflection shade 70 for reflecting forward the light generated from the electrodeless bulb 60, and the resonator 50 in the rear side of the electrodeless bulb 60, Dielectric reflecting light while passing electromagnetic waves It is installed on one side of the bowl 80 and the casing 10 is composed of a cooling fan 90 for cooling the magnetron 20 and the high voltage generator 30.

도면 중 미설명 부호 "62"는 상기 무전극 전구(61)가 연결되는 축부이다.In the drawing, reference numeral 62 denotes a shaft portion to which the electrodeless light bulb 61 is connected.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 무전극 조명장치에 따른 도파관(40)은 대략 원통형의 형상을 가지며 양단이 이격되어 있다. 상기 도파관(40)의 일단에 형성된 백월(42)은 상기 마그네트론(20)의 출력부(21)에서 방출되는 전자파를 가이드하는 역할을 한다.As shown in Figures 2 and 3, the waveguide 40 according to the conventional electrodeless lighting device has a substantially cylindrical shape and both ends are spaced apart. The back wall 42 formed at one end of the waveguide 40 serves to guide the electromagnetic waves emitted from the output portion 21 of the magnetron 20.

상기 도파관(40)의 길이(L1)는 2.45GHz의 주파수에 해당하는 한 파장에 해당하도록 설계되어 있으며, 한 파장의 길이는 상기 도파관(40)의 단면 치수에 따라 결정되며, 현재 사용중인 단면 WR284 도파관의 경우는 그 길이가 약 23센티미터로 결정되어 진다.The length L1 of the waveguide 40 is designed to correspond to one wavelength corresponding to a frequency of 2.45 GHz, and the length of one wavelength is determined according to the cross-sectional dimension of the waveguide 40, and the cross-section WR284 currently in use. In the case of waveguides, the length is determined to be about 23 centimeters.

그러나, 종래의 도파관(40)은 그 길이로 인하여 소형의 무전극 조명장치에 사용하기에 한계가 있었다.However, the conventional waveguide 40 has a limit to use in a small electrodeless lighting device due to its length.

또한, 만약에 상기 도파관(40) 내부에 유전체를 삽입하게 되면 상기 도파관(40)의 공진주파수가 비유전율의 제곱근에 반비례하게 된다. 일반적으로 유전체의 경우 비유전율(εr)이 1보다 크므로 유전체를 도파관에 삽입할 경우 도파관의 공진주파수는 1/√εr 만큼 감소하게 되고, 감소된 공진주파수를 다시 높이기 위해서 도파관의 길이를 줄여야 한다. 결과적으로 도파관에 유전체를 삽입하게 되면 동일한 공진주파수를 유지시키기 위해 도파관의 길이가 짧아져야 하는 문제가 있었다.In addition, if a dielectric is inserted into the waveguide 40, the resonance frequency of the waveguide 40 is inversely proportional to the square root of the dielectric constant. In general, the dielectric constant (ε r ) is larger than 1 in the case of dielectrics, so when the dielectric is inserted into the waveguide, the resonant frequency of the waveguide is reduced by 1 / √ε r , and the length of the waveguide is increased to increase the reduced resonance frequency again. Should be reduced. As a result, when the dielectric is inserted into the waveguide, there is a problem that the length of the waveguide should be shortened to maintain the same resonance frequency.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 도파관의 길이를 줄임으로써 소형화에 적합한 도파관을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to provide a waveguide suitable for miniaturization by reducing the length of the waveguide.

또한, 본 발명은 도파관의 내부에 유전체를 삽입하여 도파관의 길이는 줄이는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to reduce the length of the waveguide by inserting a dielectric inside the waveguide.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 중공의 육면체를 그 길이방향이 원호를 이루도록 감은 모양으로 형성되며, 양단이 서로 이격된 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관을 제공한다.The present invention provides a compact waveguide, wherein the hollow hexahedron is formed in a shape in which its longitudinal direction is formed in an arc, and both ends thereof are spaced apart from each other in order to achieve the object as described above.

상기와 같이 도파관을 대략 10센티미터의 길이를 가지도록 컴팩트화 함으로 써 소형화된 조명장치에도 적용할 수 있게 되어 다양한 분야에 사용할 수 있게 된다.By compacting the waveguide to have a length of approximately 10 centimeters as described above, it can be applied to a miniaturized lighting device, which can be used in various fields.

여기서, 상기 중공의 육면체를 감은 모양으로 형성된 부분에는 슬롯이 형성되며, 상기 슬롯은 상기 원호의 중심을 기준으로 상기 도파관의 내면 및 외면과 동일한 곡률을 가지는 것을 특징으로 한다.Here, a slot is formed in a portion formed in the shape of winding the hollow hexahedron, and the slot has the same curvature as the inner and outer surfaces of the waveguide with respect to the center of the arc.

한편, 상기 원호의 중심에서부터 도파관의 내측까지의 거리는 2.5mm 내지 5.5mm로 형성함으로써 도파관의 부피를 최소화할 수 있다.On the other hand, the distance from the center of the arc to the inside of the waveguide is 2.5mm to 5.5mm by forming a volume of the waveguide can be minimized.

상기 도파관의 양단은 직선을 이루며, 그 양단 사이의 각도는 175도 내지 245도인 것을 특징으로 한다.Both ends of the waveguide form a straight line, and an angle between the both ends is 175 degrees to 245 degrees.

상기 원호의 중심에서부터 상기 슬롯의 내측까지의 거리는 4.5mm 내지 20.5mm인 것을 특징으로 한다.The distance from the center of the arc to the inside of the slot is characterized in that the 4.5mm to 20.5mm.

상기 슬롯의 내측과 외측 사이의 거리는 9.5mm 내지 20.5mm인 것을 특징으로 한다.The distance between the inside and the outside of the slot is characterized in that 9.5mm to 20.5mm.

상기 슬롯의 각도는 85도 내지 185도인 것을 특징으로 한다.The angle of the slot is characterized in that 85 to 185 degrees.

또한, 상기 도파관 내부에 유전체가 삽입된 것을 특징으로 한다. 도파관 내부에 유전체를 삽입함으로써 도파관의 길이를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.In addition, a dielectric is inserted into the waveguide. Inserting a dielectric into the waveguide can reduce the length of the waveguide.

여기서, 상기 유전체는 상기 도파관의 일측에 삽입된 것을 특징으로 하며, 상기 유전체가 삽입되는 부분과 상기 슬롯이 형성된 부분은 서로 겹치는 것을 특징으로 한다.Here, the dielectric is characterized in that it is inserted into one side of the waveguide, the portion is inserted into the dielectric and the slot formed portion is characterized in that overlap each other.

또한, 상기 유전체는 석영(quartz) 또는 알루미나인 것이 바람직하다.In addition, the dielectric is preferably quartz or alumina.

한편, 본 발명은, 전자파를 발생하는 마그네트론; 상기 마그네트론의 출력부에 연통되어 전자파를 안내하기 위해 중공의 육면체를 그 길이방향이 원호를 이루도록 감은 모양으로 형성된 컴팩트 도파관; 상기 컴팩트 도파관의 슬롯에 연통되어 전달되는 전자파를 공진시키는 공진기; 및 상기 공진기의 내에 설치되어 그 내부에 플라즈마화 되면서 빛이 발생되도록 발광물질이 봉입된 무전극 전구;를 포함한 무전극 조명장치를 제공한다.On the other hand, the present invention, a magnetron for generating electromagnetic waves; A compact waveguide formed in a shape in which a hollow hexahedron is wound to form an arc in a longitudinal direction so as to communicate with an output of the magnetron to guide electromagnetic waves; A resonator for resonating electromagnetic waves transmitted and communicated with the slots of the compact waveguide; And an electrodeless light bulb in which a light emitting material is encapsulated so as to generate light while being plasma-installed in the resonator.

여기서, 상기 도파관에는 유전체가 삽입되며, 상기 유전체가 삽입되는 부분과 상기 슬롯이 형성된 부분은 서로 겹치는 것을 특징으로 한다.Here, a dielectric is inserted into the waveguide, and a portion into which the dielectric is inserted and a portion in which the slot is formed overlap each other.

한편, 상기 마그네트론의 출력부는 상기 슬롯의 일직선부를 연장한 선이 상기 출력부와 중첩되도록 설치되는 것이 바람직하다.On the other hand, the output portion of the magnetron is preferably installed so that the line extending the straight portion of the slot overlaps the output portion.

이러한 발명의 목적과 특징은 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명백해질 것이다.The objects and features of this invention will become more apparent from the following detailed description.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the configuration and operation according to an embodiment of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the same reference numerals are given to the same and the same components as those described above, and detailed description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마그네트론과 도파관을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 마그네트론과 도파관의 평면도이다.4 is a perspective view illustrating a magnetron and a waveguide according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a plan view of the magnetron and the waveguide according to FIG. 4.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 컴팩트도파관(400)은 중공의 육면체를 그 길이방향이 원호를 이루도록 감은 모양으로 형성된다. 즉, 중공의 육면체는 길이방향에 대하여 수직으로 절단한 단면의 모양이 직사각형을 이루게 되고, 그 직사각형의 긴 변 방향으로 원호를 이루도록 감은 모양으로 이루어진다.As shown in Figures 4 and 5, the compact waveguide 400 according to an embodiment of the present invention is formed in a shape in which the hollow cube is wound so that the longitudinal direction of the arc. That is, the hollow hexahedron has a rectangular shape in cross section cut perpendicularly to the longitudinal direction, and is wound in a circular arc in the long side direction of the rectangle.

상기 컴팩트도파관(400)의 원호를 이루는 면 또는 수평면에는 상기 마그네트론(20)에서 발생된 전자파를 공진기(도 2의 50 참조)로 보내기 위한 슬롯(410)이 형성되어 있다.A slot 410 is formed on a plane or horizontal surface of the compact waveguide 400 to transmit electromagnetic waves generated from the magnetron 20 to a resonator (see 50 of FIG. 2).

상기 컴팩트도파관(400)의 양단면 즉, 사각형의 단면을 가진 끝단면은 밀폐되어 있으며, 그 중 하나는 백월(420)로서 상기 마그네트론(20)의 출력부(21)에서 방출되는 전자파가 상기 컴팩트도파관(400)의 내부를 따라 한 방향으로 전송되도록 하는 기능을 한다.Both ends of the compact waveguide 400, that is, end faces having a rectangular cross section, are sealed, and one of them is a backwall 420, and electromagnetic waves emitted from the output portion 21 of the magnetron 20 are compact. It functions to be transmitted in one direction along the inside of the waveguide 400.

상기 컴팩트도파관(400)의 길이(L2)는 대략 10센티미터 정도로서, 길이가 23센티미터인 종래의 도파관(40)에 비하여 50% 이상 줄어든 길이이다. 여기서, 상기 컴팩트도파관(400)의 길이(L2)는 원호를 형성하는 도판관의 내면과 외면으로부터 동일한 거리에 형성되는 가상의 원호(L2)를 따라 측정한 값이다.The length L2 of the compact waveguide 400 is about 10 centimeters, which is 50% or more shorter than the conventional waveguide 40 having a length of 23 centimeters. Here, the length L2 of the compact waveguide 400 is a value measured along an imaginary arc L2 formed at the same distance from the inner surface and the outer surface of the waveguide forming the arc.

한편, 상기 원호의 중심(C)으로부터 상기 컴팩트도파관(400)의 내면까지의 거리(r1)은 3mm 내지 5mm이며, 바람직하게는 2.5mm 내지 5.5mm이다. 이와 같은 수치범위를 가지도록 거리(r1)를 형성함으로써 컴팩트도파관(400)의 부피를 최대한 작게할 수 있고 도파관(400)이 설치되는 제품의 부피 또한 줄일 수 있다.On the other hand, the distance r1 from the center C of the arc to the inner surface of the compact waveguide 400 is 3mm to 5mm, preferably 2.5mm to 5.5mm. By forming the distance r1 to have such a numerical range, the volume of the compact waveguide 400 can be made as small as possible, and the volume of the product on which the waveguide 400 is installed can also be reduced.

본 발명의 일실시예에 따른 컴팩트도파관(400)은 종래에 비하여 그 길이(L2)가 50% 이상 줄었기 때문에 길이가 줄었음에도 불구하고 전자파를 충분히 가이드하고 또한 제2의 공진기로써 기능하기 위해서는 상기 컴팩트도파관(400)의 내부 공간은 큰 변화가 없어야 한다.The compact waveguide 400 according to the exemplary embodiment of the present invention has a length L2 of 50% or more compared with the related art, so that the electromagnetic wave can be sufficiently guided and function as a second resonator even though the length is reduced. The internal space of the compact waveguide 400 should not have a large change.

따라서, 충분한 내부 공간을 유지하기 위해서는 원호의 중심(C)으로부터 상기 컴팩트도파관(400)의 내면까지의 거리가 짧은 것이 유리하다.Therefore, in order to maintain sufficient internal space, it is advantageous that the distance from the center C of the arc to the inner surface of the compact waveguide 400 is short.

도 6은 도 4에 따른 도파관 양단 사이의 각도에 따른 광속의 변화를 나타낸 실험그래프, 도 7은 도 4에 따른 도파관의 원호 중심에서 슬롯의 내측까지의 거리에 따른 광속의 변화를 나타낸 실험그래프, 도 8은 도 4에 따른 도파관의 슬롯의 폭에 따른 광속의 변화를 나타낸 실험그래프, 도 9는 도 4에 따른 도파관의 슬롯의 양직선부 사이의 각도에 따른 광속의 변화를 나타낸 실험그래프이다. 여기서, 도 6 내지 도 9의 실험그래프는 본 발명에 따른 컴팩트도파관(400)을 조명장치에 사용한 경우의 실험 결과이다.6 is an experimental graph showing a change in luminous flux according to the angle between the both ends of the waveguide according to FIG. 4, FIG. 7 is an experimental graph showing a change in luminous flux according to the distance from the arc center of the waveguide according to FIG. 4 to the inside of the slot; 8 is an experimental graph showing a change in luminous flux according to the width of the slot of the waveguide according to FIG. 4, and FIG. 9 is an experimental graph showing a change in luminous flux according to the angle between the straight portions of the slot of the waveguide according to FIG. 4. 6 to 9 are experimental results when the compact waveguide 400 according to the present invention is used in a lighting apparatus.

상기 컴팩트도파관(400)의 양단면 즉, 사각형의 단면을 가지고 상호 이격된 양끝단의 면 사이의 각도(θ1)는 180도 내지 240도이며, 바람직하게는 175도 내지 245도인 것이 효과적이다. 이 각도(θ1)는 상기 컴팩트도파관(400)의 길이(L2)에 영향을 받는 인자이다.The angle θ1 between both ends of the compact waveguide 400, that is, the surfaces of both ends having a rectangular cross section and spaced apart from each other, is 180 to 240 degrees, and preferably 175 to 245 degrees. This angle θ1 is a factor influenced by the length L2 of the compact waveguide 400.

도 6의 실험그래프는 원호의 중심(C)에서 슬롯(410)의 내측까지의 거리(r2)를 10mm로 고정하며 슬롯(410)의 폭(W)을 15mm로 고정하고 슬롯(410)의 직선부 사이의 각도(θ2)는 컴팩트도파관(400)의 양끝단의 면 사이의 각도(θ1)에 따라 조절 하면서, 컴팩트도파관(400)의 양끝단의 면 사이의 각도(θ1)의 변화에 따른 광속(luminous flux)의 변화를 나타낸 것이다. 도 6에 의하면 컴팩트도파관(400)의 양끝단의 면 사이의 각도(θ1)가 175도 내지 245도일 경우에, 광속이 상대적으로 큼을 알 수 있다.The experimental graph of FIG. 6 fixes the distance r2 from the center C of the arc to the inner side of the slot 410 at 10 mm, the width W of the slot 410 at 15 mm, and the straight line of the slot 410. The angle θ2 between the portions is adjusted according to the angle θ1 between the surfaces of both ends of the compact waveguide 400, and the light flux according to the change of the angle θ1 between the surfaces of both ends of the compact waveguide 400 is adjusted. (luminous flux) is shown. Referring to FIG. 6, when the angle θ1 between the surfaces of both ends of the compact waveguide 400 is 175 degrees to 245 degrees, it can be seen that the luminous flux is relatively large.

상기 슬롯(410)은, 상기 컴팩트도파관(400)의 내면으로부터 소정거리 이격되어 형성된다. 아울러, 상기 원호의 중심(C)에서 상기 슬롯(410)의 내측까지의 거리(r2)는 5mm 내지 20mm이며, 바람직하게는 4.5mm 내지 20.5mm인 것이 효과적이다. 상기 슬롯(410)은 상기 컴팩트도파관(400) 내에서 전기장이 가장 센 곳에 형성되는 것이 유리하므로, 이와 같은 수치범위 내에서 센 전기장이 형성될 수 있다.The slot 410 is formed spaced apart from the inner surface of the compact waveguide 400 by a predetermined distance. In addition, the distance r2 from the center C of the arc to the inner side of the slot 410 is 5mm to 20mm, preferably 4.5mm to 20.5mm. Since the slot 410 is advantageously formed at the strongest electric field in the compact waveguide 400, the electric field may be formed within such a numerical range.

도 7의 실험그래프는 컴팩트도파관(400) 양단 사이의 각도(θ1)를 220도로 고정하며 슬롯(410)의 폭(W)은 15mm로 고정하고 슬롯(410)의 양직선부 사이의 각도(θ2)를 160도로 고정하여 원호의 중심(C)에서 슬롯(410)의 내측까지의 거리(r2)의 변화에 따른 광속의 변화를 나타낸 것이다. 도 7에 의하면 원호의 중심(C)에서 슬롯(410)의 내측까지의 거리(r2)가 4.5mm 내지 20.5mm일 경우에, 광속이 상대적으로 큼을 알 수 있다.The experimental graph of FIG. 7 fixes the angle θ1 between both ends of the compact waveguide 400 at 220 degrees, and the width W of the slot 410 is fixed at 15 mm and the angle θ2 between the two straight portions of the slot 410. Is fixed to 160 degrees to show the change in the luminous flux according to the change in the distance r2 from the center (C) of the arc to the inside of the slot 410. Referring to FIG. 7, when the distance r2 from the center C of the arc to the inside of the slot 410 is 4.5 mm to 20.5 mm, it can be seen that the luminous flux is relatively large.

한편, 상기 슬롯(410)의 폭(W)은 10mm 내지 20mm이며, 9.5mm 내지 20.5mm인 것이 바람직하다. 도 8의 실험그래프는 컴팩트도파관(400) 양단 사이의 각도(θ1)를 220도로 고정하며 원호의 중심(C)에서 슬롯(410)의 내측까지의 거리(r2)를 10mm로 고정하고 슬롯(410)의 양직선부 사이의 각도(θ2)를 160도로 고정하여 슬롯(410)의 폭(W)의 변화에 따른 광속의 변화를 나타낸 것이다. 도 8에 의하면 슬 롯(410)의 폭(W)이 9.5mm 내지 20.5mm인 경우에, 상대적으로 광속이 큰 것을 알 수 있다.On the other hand, the width (W) of the slot 410 is 10mm to 20mm, preferably 9.5mm to 20.5mm. The experimental graph of FIG. 8 fixes the angle θ1 between both ends of the compact waveguide 400 at 220 degrees, and fixes the distance r2 from the center C of the arc to the inside of the slot 410 at 10 mm and the slot 410. The angle θ2 between the two straight portions of () is fixed to 160 degrees to show the change in luminous flux according to the change in the width W of the slot 410. Referring to FIG. 8, when the width W of the slot 410 is 9.5 mm to 20.5 mm, it can be seen that the luminous flux is relatively large.

또한, 상기 슬롯(410)의 양 직선부 사이의 각도(θ2)는 90도 내지 180도이며, 85도 내지 185도가 되도록 형성되는 것이 효과적이다. 왜냐하면, 상기 슬롯(410)은 상기 컴팩트도파관(400)과 상기 공진기(50)의 커플링에 영향을 미치므로, 상기 슬롯(410)의 치수를 최적의 범위로 선정함으로써 전자파가 전송 중에 손실되는 것을 방지할 수 있다. In addition, it is effective that the angle θ2 between the two straight portions of the slot 410 is 90 degrees to 180 degrees, and is formed to be 85 degrees to 185 degrees. Because the slot 410 affects the coupling between the compact waveguide 400 and the resonator 50, the electromagnetic wave is lost during transmission by selecting the optimal size of the slot 410 in the optimal range. You can prevent it.

도 9의 실험그래프는 컴팩트도파관(400) 양단 사이의 각도(θ1)를 220도로 고정하며 원호의 중심(C)에서 슬롯(410)의 내측까지의 거리(r2)를 10mm로 고정하고 슬롯(410)의 폭(W)를 15mm로 고정하여 슬롯(410)의 양직선부 사이의 각도(θ2)의 변화에 따른 광속의 변화를 나타낸 것이다. 도 9에 의하면 슬롯(410)의 양직선부 사이의 각도(θ2)가 85도 내지 185도일 경우의 광속이 상대적으로 큰 것을 알 수 있다.The experimental graph of FIG. 9 fixes the angle θ1 between both ends of the compact waveguide 400 at 220 degrees, and fixes the distance r2 from the center C of the arc to the inside of the slot 410 at 10 mm, and the slot 410. ), The width W is fixed to 15 mm to show the change in the luminous flux according to the change in the angle θ2 between the two straight portions of the slot 410. 9, it can be seen that the luminous flux is relatively large when the angle θ2 between the straight portions of the slot 410 is 85 to 185 degrees.

여기서, 상기 슬롯(410)은, 상기 슬롯(410)의 양 직선부 중에서 어느 한 일직선부를 연장한 선이 상기 마그네트론(20)의 출력부(20)와 중첩되도록 형성된다.Here, the slot 410 is formed such that a line extending from one straight portion of both slots of the slot 410 overlaps the output portion 20 of the magnetron 20.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네트론과 도파관을 도시한 평면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 컴팩트도파관(400)의 내부에 유전체(430)가 형성되어 있다. 10 is a plan view illustrating a magnetron and a waveguide according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, a dielectric 430 is formed inside the compact waveguide 400.

상기 유전체(430)는 상기 컴팩트도파관(400)의 일측에 형성되며, 상기 유전체(430)는 상기 슬롯(410)과 일부 겹치거나 중첩되도록 형성된다. 여기서, 상기 유 전체(430)로는 비유전율이 크고 전자기파에 대한 흡수율이 적은 석영(Quartz)나 알루미나가 사용된다.The dielectric 430 is formed at one side of the compact waveguide 400, and the dielectric 430 is formed to partially overlap or overlap the slot 410. Here, as the dielectric 430, quartz or alumina having a high dielectric constant and a low absorption rate against electromagnetic waves is used.

상기 유전체(430)를 상기 컴팩트도파관(400)에 형성함에 있어서, 상기 유전체(430)가 형성되는 부분은 빈틈 없이 상기 컴팩트도파관(400)의 내부를 완전히 채우는 것이 효과적이다. 이와 같이 상기 컴팩트도파관(400)의 일측을 완전히 채우도록 상기 유전체(430)를 삽입함으로써 상기 슬롯(410)의 치수는 유지하면서 상기 컴팩트도파관(400)의 길이만 줄이는 효과를 얻을 수 있다.In forming the dielectric 430 in the compact waveguide 400, it is effective that the portion where the dielectric 430 is formed completely fills the inside of the compact waveguide 400 without gaps. As such, by inserting the dielectric 430 to completely fill one side of the compact waveguide 400, an effect of reducing the length of the compact waveguide 400 may be obtained while maintaining the dimensions of the slot 410.

여기서, 도 10에 따른 컴팩트도파관(400)의 각종 치수(r1, r2, W, θ1, θ2)의 변화에 따른 광속의 변화는 도 6 내지 도 9에 나타난 실험그래프와 동일하다.Here, the change in the luminous flux according to the change in the various dimensions r1, r2, W, θ1, and θ2 of the compact waveguide 400 according to FIG. 10 is the same as the experimental graph shown in FIGS. 6 to 9.

한편, 본 발명은, 전자파를 발생하는 마그네트론(20); 상기 마그네트론(20)의 출력부(21)에 연통되어 전자파를 안내하기 위해 중공의 육면체를 그 길이방향이 원호를 이루도록 감은 모양으로 형성된 컴팩트 도파관(400); 상기 컴팩트 도파관(400)의 슬롯(420)에 연통되어 전달되는 전자파를 공진시키는 공진기(50); 및 상기 공진기(50)의 내에 설치되어 그 내부에 플라즈마화 되면서 빛이 발생되도록 발광물질이 봉입된 무전극 전구(60)를 포함한 무전극 조명장치를 제공한다.On the other hand, the present invention, the magnetron 20 for generating an electromagnetic wave; A compact waveguide 400 which is connected to the output part 21 of the magnetron 20 and wound to form an arc of a hollow hexahedron so as to form an arc in its longitudinal direction to guide electromagnetic waves; A resonator (50) for resonating electromagnetic waves transmitted and communicated with the slot (420) of the compact waveguide (400); And an electrodeless light bulb 60 installed in the resonator 50 and encapsulated with a light emitting material so that light is generated while being plasmaized therein.

상기한 바와 같은 컴팩트도파관(400)은 무전극 조명장치, 바람직하게는 가로등용 무전극 조명장치에 적용될 수 있지만, 이에 한정하여 적용되는 것은 아니며, 전자레인지 등 다양한 분야에도 적용될 수 있다.The compact waveguide 400 as described above may be applied to an electrodeless lighting device, preferably an electrodeless lighting device for a street lamp, but is not limited thereto and may be applied to various fields such as a microwave oven.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재 된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention by way of example, the scope of the present invention is not limited only to this specific embodiment, it can be appropriately changed within the scope described in the claims.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 도판관의 길이를 종래 대비 50% 이상 줄인 컴팩트도파관을 사용함으로써 소형화된 조명장치 등에 적용할 수 있으며 다양한 분야에 적용할 수 있는 컴팩트도파관을 제공한다.As described above, the present invention provides a compact waveguide that can be applied to a miniaturized lighting device and the like by using a compact waveguide having a length of 50% or more reduced in size than a conventional one.

또한, 본 발명의 컴팩트도파관은 슬롯의 설계치수는 변경하지 않고 도파관에 유전체를 삽입함으로써 공진주파수를 감소시키지 않고 도파관의 길이를 줄일 수 있다.In addition, the compact waveguide of the present invention can reduce the length of the waveguide without reducing the resonance frequency by inserting a dielectric into the waveguide without changing the design dimension of the slot.

Claims (16)

삭제delete 중공의 육면체를 그 길이방향이 원호를 이루도록 감은 모양으로 형성되며, 양단이 서로 이격된 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관에 있어서,In the compact waveguide, the hollow hexahedron is formed in a shape in which its longitudinal direction is formed in an arc, and both ends thereof are spaced apart from each other. 상기 중공의 육면체를 감은 모양으로 형성된 부분에는 슬롯이 형성되며, 상기 슬롯은 상기 원호의 중심을 기준으로 상기 도파관의 내면 및 외면과 동일한 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.A slot is formed in a portion formed in the shape of winding the hollow hexahedron, wherein the slot has the same curvature as the inner and outer surfaces of the waveguide with respect to the center of the arc. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 원호의 중심에서부터 도파관의 내측까지의 거리는 2.5mm 내지 5.5mm인 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.Compact waveguide, characterized in that the distance from the center of the arc to the inside of the waveguide is 2.5mm to 5.5mm. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 도파관의 양단은 직선을 이루며, 그 양단 사이의 각도는 175도 내지 245도인 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.Both ends of the waveguide form a straight line, the angle between the ends of the compact waveguide, characterized in that 175 degrees to 245 degrees. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 원호의 중심에서부터 상기 슬롯의 내측까지의 거리는 4.5mm 내지 20.5mm인 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.Compact waveguide, characterized in that the distance from the center of the arc to the inside of the slot is 4.5mm to 20.5mm. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 슬롯의 내측과 외측 사이의 거리는 9.5mm 내지 20.5mm인 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.Compact waveguide, characterized in that the distance between the inside and the outside of the slot is 9.5mm to 20.5mm. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 슬롯의 각도는 85도 내지 185도인 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.The angle of the slot is a compact waveguide, characterized in that 85 to 185 degrees. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 7, 상기 도파관 내부에 유전체가 삽입된 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.Compact waveguide, characterized in that the dielectric is inserted into the waveguide. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 유전체는 상기 도파관의 일측에 삽입된 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.The dielectric is inserted into one side of the waveguide compact waveguide. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 도파관에서, 상기 유전체가 삽입되는 부분과 상기 슬롯이 형성된 부분은 서로 겹치는 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.And wherein the portion in which the dielectric is inserted and the portion in which the slot is formed overlap each other in the waveguide. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 유전체는, 석영(quartz) 또는 알루미나인 것을 특징으로 하는 컴팩트 도파관.The dielectric is a compact waveguide, characterized in that the quartz (quartz) or alumina. 전자파를 발생하는 마그네트론;A magnetron generating electromagnetic waves; 상기 마그네트론의 출력부에 연통되어 전자파를 안내하기 위해 중공의 육면체를 그 길이방향이 원호를 이루도록 감은 모양으로 형성된 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 해당하는 컴팩트 도파관;The compact waveguide according to any one of claims 2 to 7, which is in communication with the output of the magnetron and wound to form an arc of a hollow hexahedron for guiding electromagnetic waves; 상기 컴팩트 도파관의 슬롯에 연통되어 전달되는 전자파를 공진시키는 공진기; 및A resonator for resonating electromagnetic waves transmitted and communicated with the slots of the compact waveguide; And 상기 공진기의 내에 설치되어 그 내부에 플라즈마화 되면서 빛이 발생되도록 발광물질이 봉입된 무전극 전구;를 포함한 무전극 조명장치.And an electrodeless light bulb in which a light emitting material is encapsulated so as to generate light while being plasma inside the resonator. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 도파관에는 유전체가 삽입된 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.Electrodeless illumination device, characterized in that a dielectric is inserted into the waveguide. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 마그네트론의 출력부는, 상기 슬롯의 일직선부를 연장한 선이 상기 출력부와 중첩되는 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.The output unit of the magnetron, the electrodeless lighting apparatus, characterized in that the line extending the straight portion of the slot overlaps the output unit. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 컴팩트 도파관에서, 상기 유전체가 삽입되는 부분과 상기 슬롯이 형성된 부분은 서로 겹치는 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.In the compact waveguide, the electrode insertion apparatus, characterized in that the portion in which the dielectric is inserted and the portion in which the slot is formed overlap each other. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 컴팩트 도파관에서, 상기 유전체가 삽입되는 부분과 상기 슬롯이 형성된 부분은 서로 겹치는 것을 특징으로 하는 무전극 조명장치.In the compact waveguide, the electrode insertion apparatus, characterized in that the portion in which the dielectric is inserted and the portion in which the slot is formed overlap each other.
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