KR100903977B1 - Electrodeless lamp - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 열전소자를 이용하여 마그네트론에서 발생되는 폐열로 전기를 생산하고 이 전기를 이용하여 전구모터나 소형 부품을 구동시키도록 구성함으로써, 무전극 조명기기의 작동중에 발생되는 에너지를 적극적으로 재활용하여 에너지 손실을 줄일 수 있고 이를 통해 무전극 조명기기의 작동에 필요한 전력소비량을 줄여 조명기기의 효율을 높일 수 있다.The electrodeless illuminator according to the present invention generates electricity from waste heat generated by a magnetron using a thermoelectric element and is configured to drive a light bulb motor or a small component using this electricity, thereby generating during operation of the electrodeless illuminator. Energy loss can be reduced by actively recycling the energy used, thereby reducing the power consumption required for the operation of the electrodeless lighting device, thereby increasing the efficiency of the lighting device.

Description

무전극 조명기기{ELECTRODELESS LAMP}Electrodeless Lighting Equipment {ELECTRODELESS LAMP}

도 1은 본 발명 무전극 조명기기의 일례를 파단하여 보인 사시도,1 is a perspective view showing a broken example of the electrodeless lighting device of the present invention,

도 2는 도 1의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,2 is a cross-sectional view taken along line "I-I" of FIG. 1;

도 3은 도 1에 따른 열전소자와 전구모터의 연결관계를 보인 사시도,3 is a perspective view illustrating a connection relationship between a thermoelectric element and a light bulb motor according to FIG. 1;

도 4는 도 1에 따른 전력발생량의 일례를 보인 실험표.4 is an experimental table showing an example of the power generation amount according to FIG.

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

10 : 케이싱 20 : 마그네트론10 casing 20 magnetron

24 : 방열블록 24a : 확장부24: heat dissipation block 24a: extension

30 : 도파관 40 : 공진기30 waveguide 40 resonator

50 : 무전극전구 51 : 발광부50 electrodeless bulb 51 light emitting unit

52 : 지지축 60 : 전구모터52: support shaft 60: bulb motor

61 : 입력코일 62 : 회전축61: input coil 62: axis of rotation

70 : 열전소자 71 : 인출선70: thermoelectric element 71: leader line

80 : 방열핀80: heat dissipation fin

본 발명은 무전극 조명기기에 관한 것으로, 특히 열전소자를 이용하여 전구모터를 구동시키는 무전극 조명기기에 관한 것이다. The present invention relates to an electrodeless illuminator, and more particularly to an electrodeless illuminator for driving a bulb motor using a thermoelectric element.

일반적으로 조명용 광원의 종류로는 열복사를 이용한 백열램프와, 형광체를 방전관에 사용한 형광램프와, 고압 기체 또는 증기 중의 방전에 의한 발광을 이용한 고휘도 방전램프(high intensity discharge lamp; HID 램프)와, 무전극 방전(electrodeless discharge)을 이용한 무전극 램프(electrodeless lamp) 등으로 구분할 수 있다.In general, the type of illumination light source includes an incandescent lamp using heat radiation, a fluorescent lamp using a phosphor for a discharge tube, a high intensity discharge lamp (HID lamp) using light emission by discharge in a high-pressure gas or steam, and It can be divided into an electrodeless lamp (electrodeless lamp) using an electrode discharge (electrodeless discharge).

상기 무전극 램프는 황과 아르곤이 든 석영구를 마이크로파 공동(cavity)에 가두고 마그네트론을 이용하여 마이크로파 방전을 일으키면서 발광효율이 높은 백색광의 연속 스펙트럼을 얻도록 한 램프이다. The electrodeless lamp is a lamp in which a quartz sphere containing sulfur and argon is confined in a microwave cavity to generate a continuous spectrum of white light having high luminous efficiency while generating a microwave discharge using a magnetron.

그러나, 상기와 같은 종래 무전극 램프에 있어서는, 상기 석영구에 든 황이 구 내부에서 골고루 퍼지도록 하는 전구모터를 상용전원에서 공급되는 전기로 구동시키게 되어 그만큼 전력소모가 증가하게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional electrodeless lamp as described above, there is a problem in that the electric bulb motor for allowing sulfur contained in the quartz sphere to spread evenly inside the sphere is driven by electricity supplied from a commercial power source, thereby increasing power consumption.

본 발명은 상기와 같은 종래 무전극 조명기기가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 상기 마그네트론에서 발생되는 폐열을 이용하여 상기 전구모터를 작동시키는 동력이 발생되도록 하는 무전극 조명기기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the conventional electrodeless lighting device as described above, to provide an electrodeless lighting device to generate the power to operate the bulb motor by using the waste heat generated in the magnetron. There is this.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱: 상기 케이싱의 내부에 설치되어 마이크로파를 발생하는 마그네트론; 상기 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용하여 플라즈마화되면서 발광하는 무전극 전구; 및 상기 마그네트론에 발생되는 열을 전기로 전환시키고 그 출력측이 상기 케이싱의 내부에 설치되는 전기부품의 입력측에 연결되어 상기 열전소자를 통해 만들어진 전기를 상기 전기부품에 공급하도록 하는 열전소자(thermoelectric element);를 포함한 무전극 조명기기를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, a casing: a magnetron installed inside the casing to generate microwaves; An electrodeless bulb that emits light while being plasmaized using microwaves generated by the magnetron; And a thermoelectric element for converting heat generated in the magnetron into electricity and having an output side connected to an input side of an electrical component installed in the casing to supply electricity generated through the thermoelectric element to the electrical component. Provides an electrodeless illuminator including;

이하, 본 발명에 의한 무전극 조명기기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the electrodeless lighting device according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 무전극 전구에 열전소자가 설치된 구성을 보인 도면이다.1 to 3 is a view showing a configuration in which a thermoelectric element is installed in the electrodeless bulb of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 케이싱(10)의 내부에 설치되어 전자파를 발생하는 마그네트론(20)과, 상기 마그네트론(20)의 출력부에 연통되어 그 마그네트론(20)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(30)과, 상기 도파관(30)의 출구에 연통되도록 설치되어 전자파는 가둬 공진시키고 빛은 투광시키는 공진기(40)와, 상기 공진기(40)의 내부에 수용되어 상기 전자파에 의해 플라즈마화되도록 발광물질이 봉입되는 무전극 전구(50)와, 상기 무전극 전구(50)를 회전시키는 전구모터(60)와, 상기 마그네트론(20)에서 발생되는 열을 전기로 전환시키는 열전소자(thermoelectric element)(70)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the electrodeless illuminator according to the present invention includes a magnetron 20 installed inside the casing 10 to generate electromagnetic waves, and a magnetron 20 that communicates with an output of the magnetron 20. A waveguide (30) for transmitting the electromagnetic waves generated in (20), a resonator (40) installed to communicate with the outlet of the waveguide (30), for confining and resonating electromagnetic waves and for transmitting light, and inside the resonator (40). The electrodeless light bulb 50 in which the light emitting material is encapsulated so as to be plasma by the electromagnetic waves, the bulb motor 60 for rotating the electrodeless light bulb 50, and heat generated from the magnetron 20 And a thermoelectric element 70 for converting to the.

상기 마그네트론(20)은 음극을 이루는 필라멘트와 양극을 이루는 베인이 수용되고 그 음극과 양극 사이에서 고주파 에너지를 발생하는 원통형의 애노드 실린더(21a)를 구비한 본체부(21)와, 상기 본체부(21)의 일 측에 설치되어 전원을 입력받는 입력부(22)와, 상기 본체부(21)의 타 측에 형성되어 그 본체부(21)에서 발생하는 마이크로파를 시스템으로 출력하는 출력부(23)와, 상기 본체부(21)의 외주면 에 접촉되도록 결합되어 그 본체부(21)에서 발생되는 열을 흡수하는 방열블록(24)으로 이루어진다.The magnetron 20 includes a main body portion 21 having a cylindrical anode cylinder 21a for accommodating a filament forming a cathode and a vane forming an anode and generating high frequency energy between the cathode and the anode, and the body portion ( An input unit 22 installed at one side of the 21 and receiving power, and an output unit 23 formed at the other side of the main body 21 to output microwaves generated by the main body 21 to the system. And a heat dissipation block 24 coupled to the outer circumferential surface of the main body 21 to absorb heat generated from the main body 21.

상기 방열블록(24)과 케이싱(10)의 사이에는 도 2에 도시된 바와 같이 그 방열블록(24)과 케이싱(10) 사이의 온도차를 이용하여 전기를 발생시키도록 상기 열전소자(70)가 설치된다.As shown in FIG. 2, between the heat dissipation block 24 and the casing 10, the thermoelectric element 70 generates electricity using a temperature difference between the heat dissipation block 24 and the casing 10. Is installed.

상기 열전소자(70)는 2종의 다른 금속선 또는 반도체의 양끝을 접합하고, 그 양끝의 회로에 전류(熱電流)가 흐르는 현상, 소위 제베크효과(SeeBeck Effect)를 이용하는 것으로, 상기 열전소자(70)는 그 일측 상기 방열블록(24)에 접촉되도록 결합되는 반면 타측은 상기 케이싱(10)의 내측면에 접촉되도록 결합되어 이루어진다.The thermoelectric element 70 is formed by joining two different metal wires or both ends of a semiconductor and using a phenomenon in which a current flows in a circuit at both ends, a so-called SeeBeck effect. 70 is coupled to contact the heat dissipation block 24 on one side thereof, while the other side is coupled to contact the inner surface of the casing 10.

또, 도 2 및 도 3에서와 같이 상기 열전소자(70)의 접점에서 인출되는 인출선(71)은 각각 상기 무전극 전구(50)의 발광부(51)에서 연장된 지지축(52)에 결합되어 그 무전극 전구(50)를 회전시키는 전구모터(60)의 입력코일(61)에 전기적으로 연결된다.In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, the lead lines 71 drawn from the contacts of the thermoelectric elements 70 are respectively provided on the support shafts 52 extending from the light emitting portion 51 of the electrodeless light bulb 50. It is coupled and electrically connected to the input coil 61 of the bulb motor 60 to rotate the electrodeless bulb 50.

상기 케이싱(10)의 외주면에는 그 케이싱(10)의 온도와 방열블록(24) 사이의 온도차를 크게 할 수 있도록 다수 개의 방열핀(80)이 일체 또는 조립으로 형성될 수 있다. 또, 상기 방열블록(24)은 상기 마그네트론(20)의 폐열을 보다 쉽게 흡수하여 상기 케이싱(10)과의 온도차를 크게 할 수 있도록 열전도성이 우수한 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 또, 상기 방열블록(24)은 마그네트론(20)의 본체부(21) 표면적을 감안하여 그 끝단에 확장부(24a)가 넓게 형성될 수 있다.On the outer circumferential surface of the casing 10, a plurality of heat dissipation fins 80 may be integrally formed or assembled to increase the temperature difference between the temperature of the casing 10 and the heat dissipation block 24. In addition, the heat dissipation block 24 may be formed of an aluminum material having excellent thermal conductivity to more easily absorb the waste heat of the magnetron 20 to increase the temperature difference with the casing 10. In addition, in consideration of the surface area of the main body portion 21 of the magnetron 20, the heat dissipation block 24 may have a wider portion 24a formed at the end thereof.

한편, 상기 열전소자(70)에서 발생되는 전기를 전구모터에 전달하기 위한 전기전달부재로서의 인출선(71)은 그 일단이 상기 열전소자(70)의 출력측인 접점에서 인출되어 상기 전구모터(60)의 입력측인 입력코일(61)에 연결될 수도 있으나, 경우에 따라서는 상기 케이싱(10)의 내부에 설치되는 팬이나 기타 다른 전기부품의 입력측에도 전기적으로 연결될 수 있다. On the other hand, the lead wire 71 as an electric transmission member for transferring the electricity generated from the thermoelectric element 70 to the electric bulb motor is drawn at one end of the contact which is the output side of the thermoelectric element 70, the electric bulb motor 60 It may be connected to the input coil 61 of the input side of the), but in some cases it may be electrically connected to the input side of the fan or other electrical components installed in the casing (10).

도면중 미설명 부호인 62는 전구모터의 회전축이다.Reference numeral 62 in the drawing denotes a rotation axis of the electric bulb motor.

상기와 같은 본 발명 무전극 조명기기는 다음과 같은 작용효과를 갖는다.The electrodeless illuminator of the present invention as described above has the following effects.

즉, 상기 마그네트론(20)의 입력부(22)에 전류를 인가하면, 상기 본체부(21)의 필라멘트에서 열전자를 방출하고, 이 열전자는 음극인 필라멘트와 양극인 베인 사이에 인가된 강한 전계와 자계에 의하여 고주파 에너지가 발생되며, 이 고주파 에너지 중에서 방사되지 못한 일부는 열로 소실되어 상기 마그네트론(20)의 본체부(21)를 이루는 애노드실린더(21a)를 과열시키게 된다.That is, when a current is applied to the input portion 22 of the magnetron 20, hot electrons are emitted from the filament of the main body portion 21, and the hot electrons are a strong electric field and a magnetic field applied between the filament as the cathode and the vane as the anode. The high frequency energy is generated by the non-radiated portion of the high frequency energy is lost by heat to overheat the anode cylinder constituting the main body portion 21 of the magnetron 20.

이때, 상기 마그네트론(20)의 본체부(21)에 결합되는 방열블록(24)은 고온체가 되는 반면 상기 마그네트론(20)이 수용되는 케이싱(10)은 상대적으로 저온체가 되므로 상기 방열블록(24)과 케이싱(10) 사이에 양단이 접촉되도록 설치된 열전소자(60)에서는 제베크효과로 알려진 바와 같이 온도차에 의한 열기전력이 발생된다. 이 열기전력에 의해 전류회로가 형성되어 전류가 상기 인출선(71)을 따라 전구모터(60)로 전달되고, 이 전류에 의해 상기 전구모터(60)의 회전축(62)에 결합된 상기 무전극 전구가 회전을 하게 된다. At this time, the heat dissipation block 24 coupled to the body portion 21 of the magnetron 20 becomes a high temperature body, whereas the casing 10 in which the magnetron 20 is accommodated becomes a relatively low temperature body, so that the heat dissipation block 24 In the thermoelectric element 60 installed at both ends of the casing 10 to be in contact with each other, thermal power generated by a temperature difference is generated as known as the Seebeck effect. A current circuit is formed by the thermoelectric power so that a current is transmitted to the bulb motor 60 along the leader line 71, and the electrodeless coupled to the rotating shaft 62 of the bulb motor 60 by this current. The bulb turns.

예컨대, 도 4에서와 같이 상기 열전소자(70)에서 생성되는 전력은 상기 마그네트론(20)의 온도가 250℃이고 케이싱910)의 온도가 100℃ 일 때 약 4.1W 정도가 되므로 상기 전구모터(60)를 구동시키는데 필요한 3W 내외의 전력은 충분히 얻을 수 있게 되는 것이다.For example, as shown in FIG. 4, the electric power generated by the thermoelectric element 70 becomes about 4.1 W when the temperature of the magnetron 20 is 250 ° C. and the temperature of the casing 910 is 100 ° C., thus, the electric bulb motor 60 is used. The power required to drive 3) is about 3W.

이렇게, 상기 마그네트론에서 발생되는 폐열을 이용하여 전구모터 또는 기타 소형부품을 구동시킬 수 있는 전력을 생산함에 따라 전체 에너지 손실을 줄여 무전극 조명기기의 효율을 높일 수 있다.In this way, by using the waste heat generated in the magnetron to produce electric power to drive the bulb motor or other small components can reduce the overall energy loss can increase the efficiency of the electrodeless lighting device.

본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 열전소자를 이용하여 마그네트론에서 발생되는 폐열로 전기를 생산하고 이 전기를 이용하여 전구모터나 소형 부품을 구동시키도록 구성함으로써, 무전극 조명기기의 작동중에 발생되는 에너지를 적극적으로 재활용하여 에너지 손실을 줄일 수 있고 이를 통해 무전극 조명기기의 작동에 필요한 전력소비량을 줄여 조명기기의 효율을 높일 수 있다.The electrodeless illuminator according to the present invention generates electricity from waste heat generated by a magnetron using a thermoelectric element and is configured to drive a light bulb motor or a small component using this electricity, thereby generating during operation of the electrodeless illuminator. Energy loss can be reduced by actively recycling the energy used, thereby reducing the power consumption required for the operation of the electrodeless lighting device, thereby increasing the efficiency of the lighting device.

Claims (5)

케이싱:Casing: 상기 케이싱의 내부에 설치되어 마이크로파를 발생하는 마그네트론;A magnetron installed inside the casing to generate microwaves; 상기 마그네트론에서 발생되는 마이크로파를 이용하여 플라즈마화되면서 발광하는 무전극 전구; 및An electrodeless bulb that emits light while being plasmaized using microwaves generated by the magnetron; And 상기 마그네트론에 발생되는 열을 전기로 전환시키도록 상기 케이싱의 내부에 설치되는 열전소자(thermoelectric element); 및 A thermoelectric element installed inside the casing to convert heat generated in the magnetron into electricity; And 상기 열전소자에서 만들어진 전기를 상기 케이싱의 내부에 설치되는 전기부품에 공급할 수 있도록 그 일단은 상기 열전소자의 출력측에 연결되는 반면 그 타단은 상기 전기부품의 입력측에 연결되는 전기전달부재;를 포함한 무전극 조명기기.One end thereof is connected to an output side of the thermoelectric element while the other end thereof is connected to an output side of the thermoelectric element so as to supply electricity made from the thermoelectric element to an electrical component installed in the casing; Electrode luminaires. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열전소자의 출력측이 상기 무전극 전구를 회전시키는 모터의 입력측에 연결되는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.The electrodeless illumination device, characterized in that the output side of the thermoelectric element is connected to the input side of the motor for rotating the electrodeless bulb. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열전소자는 그 일단이 마그네트론에 접착되는 반면 그 타단은 케이싱의 내주면에 접촉되어 온도차에 의해 기전력이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.The thermoelectric device is an electrodeless lighting device, characterized in that one end is bonded to the magnetron while the other end is in contact with the inner peripheral surface of the casing to generate an electromotive force by the temperature difference. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 케이싱의 외표면에는 복수의 냉각핀이 일체 또는 조립으로 형성되는 것 을 특징으로 하는 무전극 조명기기.Electroless illumination device, characterized in that a plurality of cooling fins are formed integrally or assembled on the outer surface of the casing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마그네트론에는 그 마그네트론에서 발생되는 열을 흡수하는 방열부재가 결합되고, 상기 열전소자는 그 일단이 상기 방열부재에 접촉되는 반면 그 타단은 상기 케이싱의 내주면에 접촉되어 온도차에 의해 기전력이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기. The magnetron is coupled to a heat dissipation member that absorbs heat generated from the magnetron, and the thermoelectric element is in contact with the heat dissipation member, while the other end is in contact with the inner circumferential surface of the casing so that electromotive force is generated by a temperature difference. Electrodeless illuminator, characterized in that.
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