KR101627200B1 - 무전극 조명기기 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 무전극 조명기기는 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시키는 마그네트론, 상기 마그네트론에 결합되어 상기 마그네트론에서 발진된 마이크로파를 안내하는 도파관, 상기 도파관의 출구 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하는 공진기, 상기 공진기의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비되는 무전극전구, 상기 무전극전구에 회전력을 공급하는 모터, 열을 발생시키는 열원 및 상기 열원에 의해 가열된 공기를 상기 모터 및 상기 마그네트론으로 유동하는 팬을 포함한다.

Description

무전극 조명기기{PLASMA LIGHTING SYSTEM}

실시예는 무전극 조명기기에 관한 것이다.

일반적으로 무전극 조명기기는 마그네트론과 같은 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생부에서 발생되는 마이크로파 에너지가 도파관을 통해 공진기에 전달되고, 상기 공진기의 내부에 구비된 무전극전구의 충전물질을 여기시키며, 이 과정에서 상기 무전극전구의 충전가스가 플라즈마 상태로 변환되어 빛이 발생되는 장치이다.

상기 무전극 조명기기는 전구의 내부에 전극이나 필라멘트가 없는 무전극전구로 수명이 매우 길거나 반영구적이며, 아울러 상기 무전극전구의 내부에 충전된 충전물질이 플라즈마화 되면서 발광하게 되어 자연광과 같은 빛을 발광시키게 된다.

무전극 조명기기의 정상 작동 시에는 마그네트론에서 마이크로파를 발생시켜서 무전극전구를 통해 빛을 발생하게 된다. 이때, 무전극전구에 의해 생기는 핫스팟(Hot spot)을 줄이고, 무전극전구를 냉각하기 위해 모터를 사용하여 무전극전구를 회전시키게 된다.

그러나, 극저온 환경(-30 ? 이하) 에서는 모터의 회전축 및 베어링에 사용되는 윤활유가 경화되어서, 모터 회전되지 못하는 문제가 발생되고, 마그네트론의 자성이 상승하게 되어서 무전극 조명기기를 정상적으로 작성시키지 못하는 문제가 있다.

실시예는 극저온 환경에도 작동되고, 신뢰성이 향상된 무전극 조명기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시예에 따른 무전극 조명기기는 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시키는 마그네트론, 상기 마그네트론에 결합되어 상기 마그네트론에서 발진된 마이크로파를 안내하는 도파관, 상기 도파관의 출구 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하는 공진기, 상기 공진기의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비되는 무전극전구, 상기 무전극전구에 회전력을 공급하는 모터, 열을 발생시키는 열원 및 상기 열원에 의해 가열된 공기를 상기 모터 및 상기 마그네트론으로 유동하는 팬을 포함한다.

실시예는 극저온 환경에서 예열작동을 실시하여서, 무전극 조명기기가 손상되지 않고 정상 작동되도록 하는 이점이 존재한다.

또한, 실시예는 무전극 조명기기의 온도에 따라서, 팬과 공기 유동유닛을 제어하여서, 온도에 따라 효과적인 제어가 가능한 이점을 가진다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 사시도,
도 2 는 도 1의 무전극 조명기기의 측면도,
도 3은 도 1의 무전극 조명기기의 측단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 제어 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전전극 조명기기의 제어방법을 도시한 순서도,
도 6은 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 예열작동 시의 공기유동을 도시한 개념도,
도 7은 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 정상작동 시의 공기유동을 도시한 개념도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 다른 무전극 조명기기의 측단면도이다.

실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 사시도, 도 2 는 도 1의 무전극 조명기기의 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 무전극 조명기기(10)는 내부에 일정한 공간을 가지는 케이싱(100)에 의해 외관을 이루는 본체가 형성된다.

그리고, 케이싱(100)에는 다수의 전장 부품이 내장될 수 있다.

케이싱(100)은 대략적으로 육면체 형상을 가질 수 있다.

케이싱(100)의 외면에는 본체를 외부 공간에 고정시키기 위한 지지부(550)가 제공된다.

지지부(550)의 양단은 케이싱(100)의 외면에 회동 가능하게 고정된다.

도 3는 도 1의 무전극 조명기기의 측단면도이다.

실시예의 무전극 조명기기(10)는 일측에 외부의 공기가 유입되는 유입구(127)와 타측에 유입구(127)를 통해 유입된 공기가 유출되는 유출구(122)를 가지는 케이싱(100), 고전압을 발생하는 고전압발생기(200), 고전압발생기(200)에서 발생되는 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시키는 마그네트론(300), 마그네트론(300)에 결합되어 마그네트론(300)에서 발진된 마이크로파를 안내하는 도파관(400), 도파관(400)의 출구 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하는 공진기(500), 공진기(500)의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비되는 무전극전구(600), 및 무전극전구(600)에 회전력을 공급하는 모터(M), 열을 발생시키는 열원(800) 및 열원(800)에 의해 가열된 공기를 모터(M) 및 마그네트론(300)으로 유동하는 팬(152)을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 케이싱(100)은 일측에 유입구(127)와 타측에 유출구(122)가 형성된 육면체 형상을 가지고, 내부에 다수의 부품이 위치되는 공간이 형성된다.

구체적으로, 케이싱(100)은 상부(도 3 기준)에 외부의 공기가 유입되는 유입구(127)가 형성되고, 하부에 외부에서 유입된 공기가 유출되는 유출구(122)가 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 유출구(122)와 유입구(127)의 위치는 다양하게 변형될 수 있다. 따라서, 무전극 조명기기(10)의 정상 작동 중에는 유입구(127)에서 유출구(122) 방향으로 공기 유동이 형성되어서, 케이싱(100)의 내부부품을 냉각하게 된다.

케이싱(100)은 적어도 2개의 케이싱 부재의 결합에 의해 형성될 수도 있다.

구체적으로, 케이싱(100)은 상부 케이싱 부재(110)와 하부 케이싱 부재(120)가 결합되어 내부에 공간이 형성될 수 있다. 상부 케이싱 부재(110)는 하방으로 오픈된 육면체 형상이고, 하방의 테두리는 외부 방향으로 확장된 플렌지 형태이다.

또한, 상부 케이싱 부재(110)의 상면에는 외부의 공기가 유입되는 유입구(127) 형성된다.

구체적으로, 상부 케이싱 부재(110)의 테두리 부재(113)에 의해 유입구(127)가 형성된다.

테두리 부재(113)에는 케이싱(100)의 내부 방향으로 함몰되어 이물질이 걸리는 이물질 방지턱(115)이 형성될 수 있다.

이물질 방지턱(115)은 아래로 오목한 형태로 테두리 부재(113)가 케이싱(100)의 내부로 함몰되어 외부의 이물질이 걸리게 된다.

이물질 방지턱(115)의 평면 형상은 유입구(127)를 형성하는 테두리 부재(113)에 유입구(127)의 형상에 대응되게 유입구(127)를 감싸며 아래로 오목하게 형성될 수 있다.

하부 케이싱 부재(120)는 상방으로 오픈된 육면체 형태이고, 상방의 테두리는 외부 방향으로 확장된 플렌지 형태이다.

구체적으로, 유출구(122)는 하부 케이싱 부재(120)의 하방에 배치될 수 있다.

유출구(122)는 케이싱(100)의 내부로 유입된 공기가 케이싱(100)의 내부의 부품의 열을 전달받고 유출될 수 있도록, 유입구(127)와 이격되어 위치될 수 있다.

더욱 구체적으로, 유출구(122)는 하부 케이싱 부재(120)의 좌측 하단에 형성될 수 있다.

유입구(127)의 상부에는 유입구(127)로 유입되는 공기를 우회시키는 유입구 커버(830)가 위치될 수 있다.

유입구 커버(830)는 유입구(127)의 상부영역(도 3 기준)을 차폐하여 유입구(127)로 외부의 공기가 직접적으로 흡입되지 못하게 한다.

여기서, 유입구(127)로 외부의 공기가 직접적으로 흡입되지 못한다는 것은, 외부의 공기가 유입구(127)로 흡입되는 과정에서 소정의 장애물(유입구 커버(830))에 의해 우회되어 유입(간접적 유입)되는 것을 의미할 것이다.

구체적으로, 외부의 공기는 케이싱(100)의 외부에서 유입구(127) 방향으로 유동되고, 중간에 유입구 커버(830)와 유입구(127)의 테두리 사이에서 외부 방향으로 다시 유동되고, 다시 공기유동 유닛(151)의 흡입력에 의해 케이싱(100)의 내부로 흡입되는 것이다.

예를 들면, 유입구 커버(830)는 유입구(127)를 형성하는 테두리 부재(113)와 스페이서(미도시)에 의해 소정의 공간을 갖도록 이격될 수 있다.

외부공기는 유입구(127)로 유입되기 전에 유입구 커버(830)에서 우회되므로, 유속은 저하되고, 공기의 유속이 감소하면, 공기 중에 있는 부유물이나, 이물질이 유입구 커버(830)를 우회할 때 유입구(127) 내부로 유입되지 못하고, 낙하된다.

유입구(127)를 형성하는 테두리 부재(113)는 유입구 커버(830)의 테두리(831) 사이에는 외부의 공기가 유입되는 통로인 공기 유입로가 형성될 수 있다.

또한, 유입구 커버(830)를 커버하는 방충 커버(810)를 더 포함할 수 있다.

방충 커버(810)는 유입구 커버(830)를 감싸게 배치된다.

구체적으로, 방충 커버(810)는 유입구 커버(830)의 보다 큰 단면적을 가지고, 적어도 유입구 커버(830)의 상부 영역을 감싸게 배치될 수 있다.

방충 커버(810)는 본체를 형성하는 커버 본체(811)와, 커버 본체(811)의 일부 영역에 형성되는 방진 및 방충을 위한 통기구(813)를 포함할 수 있다.

통기구(813)는 외부의 공기는 유입되면서, 외부의 곤충, 먼지 등이 유입되는 것을 방지하기 위해, 소정의 크기를 가지는 홀 형태일 수 있다.

케이싱(100)의 내부에는 외부의 공기가 유입구(127) 방향에서 유출구(122) 방향으로 유동되도록 하는 공기유동 유닛(151)을 더 포함할 수 있다.

공기유동 유닛(151)는 공기의 압력차를 발생시켜 공기를 일 방향으로 유동하는 장치이다. 예를 들면, 공기유동 유닛(151)은 축류팬일 수 있다.

공기유동 유닛(151)은 케이싱(100)의 내부에 위치되고, 외부의 공기가 유입구(127) 방향에서 유출구(122) 방향으로 유동되도록 한다.

구체적으로, 공기유동 유닛(151)은 유입구(127)에 인접하게 위치될 수 있다.

또한, 케이싱(100)의 내부에는 공기유동 유닛(151)을 지지하는 팬 고정부(154)가 형성될 수 있다.

고전압발생기(200)는 고전압을 생성하여 마그네트론(300)에 공급한다.

예를 들면, 고전압발생기(200)는 구동회로와 전원을 승압시키는 승압부를 포함할 수 있다.

구체적으로, 구동회로와 승압부는 피시비(PCB)(미도시)에 실장될 수 있다.

마그네트론(300)은 케이싱(100)의 내부에 위치되어 고전압발생기(200)에서 발생되는 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시킬 수 있다.

고전압발생기(200)에 구동 신호를 입력하면, 그 고전압발생기(200)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고전압을 마그네트론(300)에 공급하고, 마그네트론(300)은 고전압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 마이크로파를 생성한다.

이 마이크로파는 마그네트론(300)의 안테나(310)를 통해 그 마그네트론(300)의 외부로 방출되고, 이 방출된 마이크로파는 마그네트론(300)의 마이크로파 정합부재(미도시)에 의하여 임피던스 매칭을 이루면서 도파관(400)으로 안내된다.

도파관(400)은 마그네트론(300)에 결합되어 마그네트론(300)에서 발진된 마이크로파를 공진기(500) 내부로 안내한다.

도파관(400)은 내부에 마이크로파가 안내되는 도파공간(S)을 가지도록 형성될 수 있다.

도파관(400)은 케이싱(100)의 내부 중 하부 영역에 배치될 수 있다.

또한, 도파관(400)은 유입구(127)와 유출구(122) 사이에 배치되어서, 유입구(127)에서 유입된 외부 공기에 의해 냉각될 수 있다.

도파관(400)의 일측 방향 하부에는 출구(430)가 형성될 수 있다. 하부 케이싱 부재(120)에는 도파관(400)의 출구와 대응되는 홀(미도시)이 형성될 수 있다.

도파관(400)의 출구(430)는 도파관(400) 내의 도파공간(S)과 공진기(500) 내의 공진공간(530)을 연통시킨다.

구체적으로, 도파관(400)의 출구(430)는 도파관(400)의 하면이 관통되어 형성된다.

바람직하게는, 도파관(400)의 출구(430)는 무전극전구(600)와 인접하여 위치될 수 있다.

즉, 도파관(400)의 출구(430)는 전계를 가장 높일 수 있는 위치인 무전극전구(600)에 인접하여 위치되는 것이 바람직하다

도파관(400) 출구(430)의 형상은 제한이 없지만, 바람직하게는 공진기(500)의 수평 단면적의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.

공진기(500)는 도파관(400)의 출구(430) 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성한다.

도파관(400)에서 유동된 마이크로파는 공진기(500)의 내부 공간으로 유동하게 되어 공진모드를 형성하게 된다.

공진기(500)는 적어도 도파관(400)의 출구(430)를 감싸게 도파관(400)의 외면에 결합된다.

또한, 공진기(500)는 내부에 공진공간(530)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 공진기(500)는 도 3에서와 같이 그 내부에 무전극전구(600)를 수용할 수 있는 공진공간(530)을 가지는 원통 모양으로 형성되고, 그 일단, 즉 전방단(광축(Ax)방향)은 닫히고 그 타단, 즉 후방단은 공진공간(530)에서의 공진모드가 TE모드를 형성할 수 있도록 열린 형상으로 형성된다.

그리고 공진기(500)의 일측, 즉 무전극전구(600)가 수용되는 부위는 마이크로파는 가두는 반면 빛은 방출할 수 있도록 그물형상으로 메시부(510)가 형성되고, 공진기(500)의 타측, 즉 도파관(400)에 고정되는 부위는 메시가 없는 원형 고리 형상으로 고정부(520)가 형성된다.

무전극전구(600)는 공진기(500)의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비된다.

이때, 무전극전구(600)의 내부 공간에 충진되는 발광물질에 의해 사용자가 원하는 파장의 가시광선으로 발광할 수 있게 된다. 즉, 사용자가 긴 파장의 가시광선의 발광을 원하는 경우의 발광물질과 짧은 파장의 가시광선 발광을 원하는 경우의 발광물질을 달리하여 무전극전구(600)로부터 발광되는 가시광선을 변화시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

무전극전구(600)와 공진기(500)는 케이싱(100)의 외부 중 하부 영역에 배치될 수 있다.

케이싱(100)의 내부에는 무전극전구(600)를 회전시키는 모터(M)가 위치될 수 있다.

모터(M)는 무전극전구(600)에 회전력을 공급한다.

모터(M)는 무전극전구(600)를 회전시켜서 무전극전구(600)를 냉각시킨다.

모터(M)는 회전축에 의해 무전극전구(600)와 연결된다.

구체적으로, 모터(M)는 도파관(400)을 중심으로, 광축(Ax) 후방에 위치되고, 무전극전구(600)는 도파관(400)을 중심으로 광축(Ax) 전방에 위치될 수 있다.

모터(M)와 무전극전구(600)는 도파관(400)을 중심으로 광축(Ax) 방향을 따라 대향되게 위치될 수 있다.

케이싱(100)의 외면에는 무전극전구(600)에서 생성된 빛의 방향을 가이드하는 반사갓(700)이 배치될 수 있다.

반사갓(700)은 상부가 공진기(500)의 외면을 감싸게 형성될 수 있고, 아래 방향으로 진행될 수록 직경이 증가하게 형성될 수 있다.

반사갓(700)은 전체적으로 보면, 하면의 지름이 상면의 지름보다 크고, 하면이 개방된 원기둥 형상으로 형성된다.

반사갓(700)의 상부 중앙을 통해 무전극전구(600)가 반사갓(700)의 내부 공간으로 삽입되도록 구성된다.

또한, 반사갓(700)은 개방된 하면이 상면보다 더 큰 면적을 가지도록 형성됨으로써 무전극전구(600)에서 발광되는 빛을 사용자가 원하는 방향으로 더 확산시키게 되어 더 넓은 면적을 조명할 수 있게 된다.

이러한 반사갓(700)의 내면에는 무전극전구(600)에서 발광되는 빛을 더 잘 반사할 수 있도록 하는 반사물질이 도포되기도 한다.

반사갓(700)의 하단부는 외측으로 절곡되어 반사갓(700)의 하단부 테두리를 따라 일정 정도의 면적을 가지는 플랜지(720)가 형성되고, 플랜지(720)의 하면에는 무전극전구(600)에서 발광되는 빛을 투과하여 원하는 공간으로 투과시키기 위한 전면유리(710)가 위치하게 된다.

전면유리(710)의 표면에는 마그네트론(300)에서 발산되는 고주파에 의하여 형성되는 EMI의 차폐를 위하여 전도성 물질이 코팅 처리된다. 전도성 물질이 코팅 처리됨으로써 마그네트론(300)에서 발산되는 고주파를 반사갓(700)의 내부 공간에서 외부 공간으로 누설되는 것을 방지하게 됨으로써 다른 전자기기를 방해하는 EMI를 반사갓(700)의 내부 공간으로 제한할 수 있게 된다.

유출구(122)는 반사갓(700)이 위치된 방향으로 형성될 수 있다.

따라서, 반사갓(700)은 유출구(122)를 통해 유출되는 공기에 의해 냉각되는 효과를 가진다.

반사갓(700)은 하부 케이싱 부재(120)에 고정부재(740)의해 고정될 수 있다.

무전극 조명기기(10)의 정상 작동 시에는 마그네트론(300)에서 마이크로파를 발생시켜서 무전극전구(600)를 통해 빛을 발생하게 된다. 이때, 무전극전구(600)에 의해 생기는 핫스팟(Hot spot)을 줄이고, 무전극전구(600)를 냉각하기 위해 모터(M)를 사용하여 무전극전구(600)를 회전시키게 된다.

그러나, 극저온 환경(-30 ℃ 이하) 에서는 모터(M)의 회전축 및 베어링에 사용되는 윤활유가 경화되어서, 모터(M)가 회전되지 못하는 문제가 발생되고, 마그네트론(300)의 자성이 상승하게 되어서 무전극 조명기기(10)를 정상적으로 작성시키지 못하는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예에서는, 열원(800)과, 팬(152)을 통하여, 무전극 조명기기(10)의 정상작동 전에 예열작동을 실시한다.

여기서, 예열작동은 무전극 조명기기(10)가 극저온 환경에 노출되는 경우, 정상작동 전에 무전극 조명기기(10)를 기설정된 온도까지 가열하는 것을 의미한다.

열원(800)은 열을 발생시키는 장치이다. 여기서, 열원(800)은 다양한 방식의 열원(800)이 사용될 수 있지만, 제어의 편의성을 고려하여서 전기적 에너지에 의해 열을 발생하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 열원(800)은 전기적 저항일 수 있다.

다른 예로, 열원(800)은 열과 빛 에너지를 생성할 수도 있다. 구체적으로, 열원(800)은 백열전구 또는 할로겐 램프 등의 필라멘트 램프를 포함할 수 있다. 열원(800)이 열과 빛 에너지를 발생시키게 되면, 예열 작동 중에 사용자에게 예열작동을 인지시킬 수 있고, 무전극 조명기기(10)에서 약한 빛이 발생되어서 무전극 조명기기(10)의 주변에 작업에 필요한 최소한의 광을 제공할 수 있다.

열원(800)이 직접적으로 모터(M) 또는/및 마그네트론(300)에 위치되게 되면, 열원(800)과 모터(M) 또는/및 마그네트론(300)의 전기적 쇼트 및 자성의 변화에 의한 오작동을 유발할 수 있다. 따라서, 열원(800)은 모터(M) 및 마그네트론(300)과 소정의 간격으로 인접하여 위치된다.

구체적으로, 열원(800)은 케이싱(100)의 내부에서 모터(M) 또는/및 마그네트론(300)과 인접하여 위치될 수 있다.

팬(152)은 열원(800)에 의해 가열된 공기를 모터(M) 및 마그네트론(300)으로 유동하게 된다.

팬(152)은 무전극 조명기기(10)의 예열 작동 중에는 열원(800)에 의해 가열된 공기를 모터(M) 또는/및 마그네트론(300)으로 유동하고, 정상 작동 중에는 유입구(127)를 통해 공급된 외부의 차가운 공기를 모터(M) 또는/및 마그네트론(300)에 공급하게 된다.

구체적으로, 팬(152)은 열원(800)에 인접하여 위치될 수 있다. 더욱 구체적으로, 팬(152), 열원(800), 모터(M) 및 마그네트론(300) 순으로 배치될 수 있다.

이때, 팬(152)이 유입구(127)방향에서 유출구(122) 방향으로 공기를 유동하게 되면, 예열작동 중에 가열된 공기가 외부로 유출되게 되므로, 팬(152)의 공기 유동 방향은 유입구(127)에서 유출구(122)로 향하는 방향과 교차될 수 있다. 이때, 팬(152), 열원(800), 모터(M) 및 마그네트론(300)의 배열 방향은 팬(152)에 의해 유동되는 공기의 유동방향과 동일하게 배치될 수 있다. 도면에서는 팬(152), 열원(800), 모터(M) 및 마그네트론(300)의 배열 방향이 좌우 방향으로 도시되어 있다.

구체적으로, 유입구(127)와 유출구(122)는 케이싱(100)의 상하로 위치되며, 팬(152)의 축은 케이싱(100)의 좌우로 배치될 수 있다.

또한, 공기유동 유닛(151)은 공기 유동 방향을 케이싱(100)의 위에서 아래로 형성할 수 있다. 즉, 공기유동 유닛(151)의 축은 케이싱(100)의 상하 방향으로 형성될 수 있다.

공기유동 유닛(151)과 팬(152)의 공기유동 방향은 서로 교차될 수 있다.

그리고, 유출구(122)의 위치에 따라, 팬(152)은 예열작동과 정상작동에서 회전방향이 서로 반대일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 제어 블럭도이다.

도 4를 참조하면, 실시예의 무전극 조명기기(10)는 모터(M) 및 마그네트론(300) 주변의 온도를 측정하는 온도센서(820)와, 온도센서(820)에서 측정된 온도를 바탕으로 열원(800)과 팬(152)을 제어하는 제어부(830)를 더 포함할 수 있다.

온도센서(820)는 무전극 조명기기(10)의 주변의 온도를 측정한다. 구체적으로, 온도센서(820)는 케이싱(100)의 내부에 위치된 모터(M)와 마그네트론(300) 주변의 온도를 측정하고, 온도 데이터를 제어부(830)로 출력한다.

온도센서(820)는 케이싱(100)의 내부에 마그네트론(300) 및 모터(M)와 인접하여 위치될 수 있다.

제어부(830)는 무전극 조명기기(10)의 전장부품들과 전기적으로 연결되어 이들을 제어하게 된다.

제어부(830)는 무전극 조명기기(10)의 내부의 온도에 따라 정상작동 또는 예열작동을 판단하고, 판단된 작동에 따라 전장부품들을 제어하게 된다.

제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도를 바탕으로 열원(800)과 팬(152)을 제어한다. 또한, 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도를 바탕으로 마그네트론(300), 모터(M) 및 공기유동 유닛(151)을 제어한다.

일 예로, 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 미만 인 경우, 열원(800)과 팬(152)을 작동시킬 수 있다. 열원(800)에서 가열된 공기가 모터(M) 또는/및 마그네트론(300)에 열을 전달하게 되고, 모터(M) 또는/및 마그네트론(300) 주변 온도를 상승시키게 된다.

즉, 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 미만인 경우, 예열작동을 실시하게 된다. 제어부(830)는 예열작동 중에 모터(M) 또는/및 마그네트론(300)을 오프시킨다.

무전극 조명기기(10)의 예열작동 중에는 케이싱(100) 외부의 차가운 공기의 유입이 제한되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 미만 인 경우, 공기유동 유닛(151)의 작동을 정지시킨다.

여기서, 기설정된 온도는 모터(M)에 사용되는 윤활유의 경화와, 마그네트론(300)의 자성 특성을 고려하여 설정된 온도로써, 대략 - 25℃ 내지 -19℃일 수 있다.

그리고, 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우, 무전극 조명기기(10)를 정상작동으로 제어하게 된다.

구체적으로, 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우, 열원(800)의 작동을 정지(Off)시키고, 모터(M) 및 마그네트론(300)을 작동(On)되도록 제어한다.

이 때, 제어부(830)는 팬(152)의 작동을 계속 유지시켜서, 팬(152)에서 생성된 공기유동에 의해 모터(M) 및 마그네트론(300)을 냉각하게 할 수 있다. 다른 예로, 제어부(830)는 정상작동 중에 온도센서(820)에 측정된 온도가 임계온도를 초과하는 경우, 팬(152)을 작동 시킬 수 있다.

여기서, 임계온도는 공기유동 유닛(151)에 의해 냉각이 한계에 도달한 온도로, 기설정된 온도 보다 높게 설정될 수 있다. 예를 들면, 임계온도는 45℃ 로 설정될 수 있다.

또한, 제어부(830)는 무전극 조명기기(10)의 정상작동 중에 공기유동 유닛(151)이 작동되게 하여 외부의 공기를 케이싱(100)의 내부로 유입시킨다. 외부의 공기에 의해 마그네트론(300) 및 모터(M)가 냉각된다.

구체적으로, 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우, 공기 유동유닛의 작동(On)시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전전극 조명기기의 제어방법을 도시한 순서도, 도 6은 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 예열작동 시의 공기유동을 도시한 개념도, 도 7은 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 정상작동 시의 공기유동을 도시한 개념도이다.

도 5를 참조하면, 실시예의 무전극 조명기기의 제어방법은 먼저, 케이싱(100) 내부의 온도를 측정하게 된다(S110). 구체적으로, 온도센서(820)는 케이싱(100) 내부의 온도를 측정하고, 온도 데이터를 제어부(830)에 출력한다.

이후, 제어부(830)는 케이싱(100) 내부의 온도가 기설정된 온도도 미만인 경우, 예열작동으로 판단하고, 기설정된 온도 이상인 경우, 정상작동으로 판단하게 된다 (S120).

제어부(830)가 정상작동으로 판단한 경우, 무전극 조명기기(10)를 정상작동 시킨다 (S200). 정상작동은 상술한 바와 같고, 도 7을 참조하면, 정상작동 중에는 공기유동 유닛(151)이 작동되어, 유입구(127)를 통해 외부공기가 유입되고, 유출구(122)를 통해 유입된 공기가 유출되는 냉각유동(C)이 일어난다. 이때, 팬(152)은 유출구(122) 방향(B)으로 공기를 유동시켜서, 공기의 순환을 촉진하게 된다.

제어부(830)가 예열작동으로 판단한 경우, 제어부(830)는 무전극 조명기기(10)를 예열작동으로 작동시킨다. 구체적으로, 제어부(830)는 열원(800)과, 팬(152)을 작동시키게 된다(S130)(S140). 도 6을 참조하면, 예열작동 중 팬(152)에 의해 유동되는 공기의 유동방향(A)은 유출구(122)와 반대방향이 된다.

이후, 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인 지 판단한다(S150). 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면, 무전극 조명기기(10)를 정상작동으로 제어하게 된다.

구체적으로, 제어부(830)는 온도센서(820)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우, 열원(800)의 작동을 정지(Off)시키고, 모터(M) 및 마그네트론(300)를 작동(On)되도록 제어한다. 이 때, 제어부(830)는 팬(152)의 작동을 계속 유지시켜서, 팬(152)에서 생성된 공기유동에 의해 모터(M) 및 마그네트론(300)을 냉각하게 된다.

상기와 같은 무전극 조명기기(10)는 정상작동은 다음과 같이 동작된다.

고전압발생기(200)에 구동 신호를 입력하면, 그 고전압발생기(200)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고전압을 마그네트론(300)에 공급하고, 마그네트론(300)은 고전압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 마이크로파를 생성한다.

이 마이크로파는 마그네트론(300)의 안테나를 통해 그 마그네트론(300)의 외부로 방출되고, 이 방출된 마이크로파는 마그네트론(300)의 마이크로파 정합부재(미도시)에 의하여 임피던스 매칭을 이루면서 도파관(400)으로 안내된다.

도파관(400)으로 안내된 마이크로파는 그 도파관(400)의 도파공간(S)을 통해 공진기(500) 내부로 안내되어 방사되고, 이 방사된 마이크로파에 의하여 공진기(500) 내부에는 공진모드가 형성된다.

공진기(500) 내부에 형성된 공진모드에 의하여 무전극전구(600) 내에 충전된 발광물질은 여기(exciting)되어 지속적으로 플라즈마화 되면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발광하고, 이 빛은 반사갓(700)에 의해 하방으로 반사되면서 공간을 밝히는 것이다.

그리고, 무전극전구(600)에서 빛이 발생되면 무전극전구(600) 모터(M)가 일정속도로 회전하며 무전극전구(600)를 회전시키는 것에 의하여, 무전극전구(600)가 소정온도 이상으로 가열되지 않도록 냉각되고, 핫 스팟이 제거되게 된다.

그리고, 외부의 공기는 공기유동 유닛(151)에 의해 케이싱(100) 내부로 유입되어 내부의 부품을 냉각하게 된다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 다른 무전극 조명기기의 측단면도이다.

도 8을 참조하면, 실시예에 따른 무전극 조명기기(10A)는 도 3의 실시예에와 비교하면, 가이드 덕트(850)를 더 포함하는 차이점이 존재한다.

가이드 덕트(850)는 팬(152)에 의해 유동되는 공기의 방향을 가이드 한다.

구체적으로, 가이드 덕트(850)는 열원(800)에서 가열된 공기를 모터(M) 또는/및 마그네트론(300) 방향으로 가이드한다.

더욱 구체적으로, 가이드 덕트(850)는 양방향이 개구된 형상을 가지고, 내부에 적어도, 팬(152), 열원(800) 및 모터(M)가 위치되는 형상을 가질 수 있다. 그리고, 가이드 덕트(850)의 개구의 출구에는 마그네트론(300)이 위치될 수 있다.

마그네트론(300)의 작동 시에는 고열이 발생되므로, 가이드 덕트(850)의 외부에 마그네트론(300)이 위치되는 것이 바람직하다.

가이드 덕트(850)는 도파관(400)과 일면을 공유할 수도 있다.

가이드 덕트(850)는 열원(800)에 의해 가열된 공기를 효율적으로 모터(M) 또는/및 마그네트론(300)에 인도하게 된다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 무전극 조명기기
100: 케이싱
200: 고전압 발생기
300: 마그네트론
800: 열원
151: 팬

Claims (11)

1. 고전압이 인가되어 마이크로파를 생성시키는 마그네트론;
   상기 마그네트론에 결합되어 상기 마그네트론에서 발진된 마이크로파를 안내하는 도파관;
   상기 도파관의 출구 측에 결합되어 마이크로파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하는 공진기;
   상기 공진기의 내부에 배치되어 마이크로파에 의해 여기되어 빛을 발광하도록 발광물질이 구비되는 무전극전구;
   상기 무전극전구에 회전력을 공급하는 모터;
   열을 발생시키는 열원;
   상기 열원에 의해 가열된 공기를 상기 모터 및 상기 마그네트론으로 유동하는 팬;
   상기 모터 및 상기 마그네트론 주변의 온도를 측정하는 온도센서와; 및
   상기 온도센서에서 측정된 온도를 바탕으로 상기 열원과 상기 팬을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 온도센서에서 측정된 온도가 기설정된 온도 미만 인 경우, 상기 열원과 상기 팬을 작동시키고,
   상기 온도센서에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우, 상기 마그네트론과 상기 모터를 작동시키며,
   상기 온도센서에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우, 상기 열원의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 팬에 의해 유동되는 공기의 방향을 가이드 하는 가이드 덕트를 더 포함하는 무전극 조명기기.
7. 제1항에 있어서,
   일측에 외부의 공기가 유입되는 유입구와 타측에 상기 유입구를 통해 유입된 공기가 유출되는 유출구를 가지고, 외관을 형성하는 케이싱; 및
   상기 케이싱의 내부에 위치되어 외부의 공기가 상기 유입구 방향에서 상기 유출구 방향으로 유동되도록 하는 공기유동 유닛을 더 포함하는 무전극 조명기기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 온도센서에서 측정된 온도가 기설정된 온도 미만 인 경우,
   상기 공기 유동유닛의 작동을 정지하는 무전극 조명기기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 온도센서에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우,
   상기 공기 유동유닛을 작동시키는 무전극 조명기기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 공기 유동유닛과 상기 팬의 공기 유동 방향은 서로 교차되는 무전극 조명기기.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도센서에서 측정된 온도가 기설정된 온도 미만 인 경우, 상기 팬은 상기 유출구와 반대방향(A)으로 공기를 유동시키고,
    상기 온도센서에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상 인 경우, 상기 팬은 상기 유출구 방향(B)으로 공기를 유동시키는 무전극 조명기기.
    
    
    

Images