KR102040922B1 - 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치 - Google Patents

Abstract

동축 케이블형 플라즈마 램프 장치가 개시된다. 본 발명은, 방전 가스로 충진되고, 방전 가스를 통해 플라즈마 방전이 일어나는 방전관, 방전관의 일측면을 관통하여 상기 방전관의 내부에 설치되는 내부 도체(Inner Conductor), 및 방전관의 외부면에 구비되는 격자형 외부 도체를 구비한다. 본 발명에 따르면, 금속 메쉬 구조를 방전관의 외부에 형성함으로써 전자파 차단 효과를 구현하고, 내열성을 강화할 수 있을 뿐만 아니라, 방전관의 투명성을 확보할 수 있게 된다.

Description

동축 케이블형 플라즈마 램프 장치{Coaxial cable type plasma lamp device}

본 발명은 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 메쉬 구조를 방전관의 외부에 형성함으로써 전자파 차단 효과를 구현하고, 내열성을 강화할 수 있을 뿐만 아니라, 방전관의 투명성을 확보하며, 금속 메쉬 구조에서의 선폭과 피치를 조절함으로써 방전관의 광투과율을 조절할 수 있도록 하는 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치에 관한 것이다.

라이트 에미팅 플라즈마(Light Emitting Plasma) 램프는 RF 증폭기로 전원을 공급하는 전원공급장치, 초기신호를 제공하는 RF oscillator, 전원공급장치로부터 인가받은 전력을 사용하여 RF oscillator로부터 인가받은 신호를 증폭하는 RF 증폭기, 증폭된 RF를 인가받아 방전관(Bulb)으로 강한 전기장을 인가시키기 위한 별도의 RF Cavity, RF 에너지 중에서 열적 손실로 인하여 발생되는 열을 방열시키기 위한 방열구조물, RF Cavity의 가장 강한 전계에 위치하고 있어 RF 에너지를 받아 내부의 불활성 가스와 할로겐 화합물로 인하여 플라즈마 광을 방출하는 방전관(Bulb)으로 구성된다.

한편, 종래 기술에 따른 플라즈마 라이팅 시스템에서는 방전관으로부터 외부로 전자파의 방출을 차단함과 동시에 방전관의 외부면의 투명성을 유지할 수 있도록 방전관의 외부면에 ITO 박막 코팅 처리막을 형성해야 하는 경우가 있다.

그러나, 이와 같은 방전관의 외부면에 형성되는 ITO 박막 코팅 처리막은 열에 취약하여 변성이 이루어짐으로써 방전관의 내부에서 발생되는 열로 인해 방전관의 수명을 단축시킨다는 기술적 한계가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 금속 메쉬 구조를 방전관의 외부에 형성함으로써 전자파 차단 효과를 구현하고, 내열성을 강화할 수 있을 뿐만 아니라, 방전관의 투명성을 확보하며, 금속 메쉬 구조에서의 선폭과 피치를 조절함으로써 방전관의 광투과율을 조절할 수 있도록 하는 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치는, 방전 가스로 충진되고, 상기 방전 가스를 통해 플라즈마 방전이 일어나는 방전관; 상기 방전관의 일측면을 관통하여 상기 방전관의 내부에 설치되는 내부 도체(Inner Conductor); 및 상기 방전관의 외부면에 구비되는 격자형 외부 도체를 포함한다.

바람직하게는, 상기 외부 도체는, 상기 방전관의 외부면에 실크 스크린 인쇄를 통해 형성되는 금속성 격자형 패턴인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부 도체는, 상기 방전관의 외부면에 착탈 가능하게 결합되는 금속망 구조체인 것을 특징으로 한다.

또한, 내부 도체의 일단은 상기 방전관의 외부로 노출되되, 상기 내부 도체의 타단은 상기 방전관의 내부에서 상기 방전관의 타측면과 소정의 이격 거리를 두고 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 플라즈마 방전의 발생에 따른 이온 충격으로부터 내부 도체를 보호하기 위해 상기 내부 도체를 감싸는 보호막을 더 포함한다.

또한, 상기 보호막은 상기 내부 도체를 감싸는 관형 구조체로서, 상기 보호막의 일단은 개방된 상태로 상기 방전관의 일측면을 통해 외부로 노출되며, 상기 보호막의 타단은 폐쇄된 상태로 상기 방전관의 내부에서 상기 방전관의 타측면과 소정의 이격 거리를 두고 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방전관의 일측면에 설치되며, 상기 보호막의 개방 단부를 통해 상기 내부 도체가 삽입될 수 있도록 상기 내부 도체의 삽입을 유도하는 삽입 유도관을 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 금속 메쉬 구조를 방전관의 외부에 형성함으로써 전자파 차단 효과를 구현하고, 내열성을 강화할 수 있을 뿐만 아니라, 방전관의 투명성을 확보할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 금속 메쉬 구조에서의 선폭과 피치를 조절함으로써 방전관의 광투과율을 조절할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 도 1에서의 A 영역의 확대 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전관에 결합되는 금속망 구조체의 구조를 나타낸 도면, 및
도 4는 도 3에서의 금속망 구조체가 방전관에 결합된 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치는 방전관(Bulb)(110), 내부 도체(120), 보호막(130), 삽입 유도관(170), 및 금속성 격자형 패턴(190)을 포함한다.

방전관(110)은 불활성 가스를 포함하는 방전 가스 및 화합물로 충진되고, 외측으로부터 동축 케이블을 통하여 방전관(110) 내에 전자기파가 인입되는 경우에 방전 가스를 통해 플라즈마 방전이 일어난다.

본 발명을 실시함에 있어서, 방전가스는 Ar 등의 불활성 가스, 화합물 및 황(Sulfur) 등을 포함하는 기체 혹은 고체 파우더를 포함할 수 있을 것이다.

즉, 방전관(110)의 내부는 방전 가스로 충진되고, 인입된 전자기파에 의해 방전 가스로의 에너지 전달을 통하여 방전 가스를 통해 플라즈마 방전이 일어나며, 방전관(110)의 일측면(111)의 외부에는 내부 도체(Inner Conductor)(120)가 방전관(110)의 내부로 삽입될 수 있도록 내부 도체(120)의 삽입을 유도하는 삽입 유도관(170)이 방전관(110)의 외부 방향으로 형성되어 있다.

한편, 방전관(110)의 외부면에는 전자파를 차단하기 위한 구성으로 금속성 격자형 패턴(190)이 형성되어 있으며, 이러한 금속성 격자형 패턴(190)은 방전관(110)의 외부면에 실크 스크린 인쇄 기법을 통해 형성될 수 있을 것이며, 혹은 금속망 구조물을 방전관 외측에 외삽하여 형성될 수 있을 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 종래의 방전관(110)을 감싸며 형성되는 ITO 박막 코팅을 실크 스크린 인쇄 기법을 통해 형성되는 금속성 격자형 패턴(190)으로 대체함으로써, 혹은 금속망 구조물을 방전관 외측에 외삽 형성함으로써 내열성을 강화할 수 있을 뿐만 아니라, 전자파 차단 효과를 구현함과 동시에 메쉬 구조의 금속성 격자형 패턴(190) 사이의 영역(③)을 통해 방전관(110)의 투명성 또한 확보할 수 있게 된다.

도 2는 도 1에서의 A 영역의 확대 도면이다. 도 2에서와 같이 본 발명을 실시함에 있어서, 제조자는 방전관(110)의 외부면에 형성되는 금속성 격자형 패턴(190)에서의 패턴(190)의 선폭을 조절함으로써 방전관(110)의 외부면에서의 광투과율[③/(①+②+③)]을 필요한 정도(예를 들면, 90%)만큼 조절할 수 있게 된다.

아울러, 제조자는 방전관(110)의 내부에서 발생하는 전자파의 파장에 따라 방전관(110)의 외부면에 형성되는 금속성 격자형 패턴에서의 패턴(190)의 간격(WMR즉, 격자의 크기)을 조절함으로써 전자파의 외부 유출을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 금속성 격자형 패턴(190)은 방전관(110)의 타측면(112)으로부터 방전관(110)의 일측면(111) 방향으로 연속적으로 형성되되, 방전관(110)의 전면에 걸쳐 형성될 수도 있고 방전관(110)의 일부에만 형성될 수도 있을 것이다.

구체적으로, 방전관(110)의 일측면(111) 주변에 임피던스 매칭 구간으로 기능하는 금속성 소켓이 결합되는 경우에, 방전관(110)의 외부면에 부분적으로 결합되는 금속성 소켓이 외부도체 및 전자파 차단의 기능을 수행하게 되므로, 금속성 소켓의 결합 부위에는 금속성 격자형 패턴(190)을 형성하지 않음이 바람직할 것이다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서 금속성 격자형 패턴(190)을 형성하는 금속 재료로는 알루미늄, 크롬, 니켈, 구리 또는 금속 화합물 등의 재료가 사용될 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전관(110)에 결합되는 금속망 구조체(180)의 구조를 나타낸 도면이다. 도 3에서의 금속망 구조체(180)는 일측면이 개방된 원통형 그물망 형태로 제조된 금속망으로서 도 1에서의 금속성 격자형 패턴(190)의 기능을 대체할 수 있다.

구체적으로, 방전관(110)의 좌우 측면의 곡면부에서는 실크 스크린 인쇄가 용이하지 않을 수 있는 반면, 도 3에서의 금속망 구조체(180)는 스크린 인쇄 방식 또는 별도의 구조체 제작 방식으로 제작되어 방전관(110)에 결합 설치되므로 실크 스크린 인쇄 방식에 비해 생산 수율을 개선할 수 있게 된다.

즉, 제조자는 외부면에 금속성 격자형 패턴(190)이 형성되어 있지 않은 방전관(110)에 도 4에서와 같이 금속망 구조체(180)를 씌우는 방식으로 착탈 가능하게 결합하게 된다.

한편, 도 3에서의 금속망 구조체(180)를 구성하는 금속 선재 또한 도 2에서와 같은 배치 구조를 갖고 있으며, 제조자는 방전관(110)에 착탈 가능하게 결합되는 금속망 구조체(180)에서의 금속 선재의 굵기를 조절함으로써 방전관(110)의 외부면에서의 광투과율[③/(①+②+③)]을 필요한 정도(예를 들면, 90%)만큼 조절할 수 있게 된다.

본 발명에서의 금속망 구조체(180)는 방전관(110)에 착탈 가능하게 결합되는 결과, 금속망 구조체(180)의 노후화에 따른 정비의 필요가 있거나, 방전관(110)의 광투과율의 조절의 필요가 있는 경우에 사용자는 금속망 구조체(180)를 방전관(110)에 교체 설치할 수 있게 된다.

아울러, 금속망 구조체(180)는 방전관(110)의 타측면(112)으로부터 방전관(110)의 일측면(111) 방향으로 결합 설치되되, 방전관(110)의 전면(全面)을 감싸도록 설치될 수도 있고 방전관(110)의 일부만을 감싸도록 설치될 수도 있을 것이다.

구체적으로, 방전관(110)의 일측면(111) 주변에 임피던스 매칭 구간으로 기능하는 금속성 소켓이 결합되는 경우에, 방전관(110)의 외부면에 부분적으로 결합되는 금속성 소켓이 외부도체 및 전자파 차단의 기능을 수행하는 관계로, 금속성 소켓의 결합 부위에는 금속망 구조체(180)가 설치되지 않도록 함이 바람직할 것이다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서 금속망 구조체(180)를 구성하는 금속 재료는 알루미늄, 크롬, 니켈, 구리 또는 금속 화합물 등의 재료가 사용될 수 있을 것이다.

한편, 도 1에서의 보호막(130)은 플라즈마 방전의 발생에 따른 이온 충격으로부터 내부 도체(120)를 보호하기 위해 내부 도체(120)를 감싸도록 설치되며, 도 1에서와 같이 삽입 유도관(170)과 방전관(110)의 연결 단부에는 삽입 유도관(170)의 형성 방향과 반대 방향인 방전관(110)의 내부 방향으로 보호막(130)이 형성되어 있다.

도 1에서와 같이 보호막(130)은 내부 도체(120)를 감싸는 관형 구조체로서, 보호막(130)의 일단은 삽입 유도관(170)과 방전관(110)의 연결 단부에서 삽입 유도관(170)과 연결 또는 분리되어 있으며, 본 발명을 실시함에 있어서는, 삽입 유도관(170)의 개방 단부를 통해 삽입된 내부 도체(120)가 보호막(130)의 내부로 연속적으로 삽입되어 보호막(130)에 의해 감싸진 상태로 설치될 수 있도록, 보호막(130)의 내측면은 삽입 유도관(170)의 내측면과 삽입 유도관(170)과 방전관(110)의 연결 단부에서 연속적으로 형성되도록 함이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 보호막(130)을 내부 도체(120)를 감싸는 관형 구조체의 형태로 구현함으로써 종래에 이루어지던 내부 도체(120)의 외부면에서의 유리막 코팅 처리는 필요하지 않게 된다.

도 1에서와 같이, 보호막(130)의 일단은 삽입 유도관(170)을 통해 개방된 상태로 방전관(110)의 일측면(111)을 통해 외부로 노출됨으로써, 보호막(130)의 개방 단부를 통해 내부 도체(120)가 보호막(130)의 내부로 삽입 설치 가능하게 되며, 보호막(130)의 타단은 막혀있는 상태로 방전관(110)의 내부에서 방전관(110)의 타측면(112)과 소정의 이격 거리를 두고 설치된다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 보호막(130)의 단부와 방전관(110)의 내측면과의 이격 거리는 방전관(110)의 내부 도체(120)의 설치 방향으로의 총 길이의 30% 내지 70% 정도가 되도록 함이 바람직할 것이다.

도 1에서와 같이 내부 도체(120)는 방전관(110)의 일측면(111)을 관통하여 방전관(110)의 내부에 설치됨으로써, 내부 도체(120)의 일단은 방전관(110)의 외부로 노출되는 한편, 내부 도체(120)의 타단 또한 방전관(110)의 내부에서 방전관(110)의 타측면(112)과 소정의 이격 거리를 두고 설치되게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 내부 도체(120)의 타단이 방전관(110)의 내부에서 방전관(110)의 타측면(112)과 소정의 이격 거리를 두고 설치되도록 함으로써, 내부 도체(120)가 방전관(110)의 양측면(111,112)을 관통하도록 설치하는 경우에 비해 내부 도체(120)를 감싸는 보호막(130)의 효율적 설치 구조를 확보할 수 있게 된다.

구체적으로 도 1에서와 같이, 본 발명에 의하면 보호막(130)은 일단만 개방되고 타단은 폐쇄된 구조를 구비함으로써 양단이 개방되도록 제작해야 하는 보호막에 비해 제작 효율성 및 구조적 안정성을 확보할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에서는 방전관(110) 내부에는 내부 도체(120)가, 방전관(110)의 외부에는 외부 도체가 형성되도록 함으로써, 동축케이블 구조의 특성상 주위 온도변화로 인해 내부 도체(110)와 외부도체가 동시에 수축 또는 팽창을 하여도, RF impedance는 내부 도체의 직경과 외부 도체의 직경의 상대적 크기값에만 달라지므로, 주변 온도변화에 의해 내부 도체(120) 및 외부 도체가 수축팽창하더라도 같은 비율로 팽창하는 한 RF impedance 가 일정하므로 방전관(bulb)로의 에너지 전달이 일정하게 유지된다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치, 110: 방전관,
120: 내부 도체, 130: 보호막,
170: 삽입 유도구, 180: 금속망 구조체,
190: 금속성 격자형 패턴.

Claims (3)

1. 방전 가스로 충진되고, 상기 방전 가스를 통해 플라즈마 방전이 일어나는 방전관;
   상기 방전관의 일측면을 관통하여 상기 방전관의 내부에 설치되는 내부 도체(Inner Conductor); 및
   상기 방전관의 외부면에 구비되는 격자형 외부 도체(Outer Conductor)
   를 포함하며,
   상기 외부 도체는 일측면이 개방된 원통형 그물망 형태로 제조된 금속망 구조체로서, 제조자가 상기 금속망 구조체에서의 금속 선재의 굵기를 조절할 수 있도록 상기 방전관의 외부면의 적어도 일부에 착탈 가능하게 결합되는 것인 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   플라즈마 방전의 발생에 따른 이온 충격으로부터 상기 내부 도체를 보호하기 위해 상기 내부 도체를 감싸는 보호막을 더 포함하는 동축 케이블형 플라즈마 램프 장치.
   
3. 삭제

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