KR20030081754A

KR20030081754A - 무전극 조명 시스템의 피더 구조

Info

Publication number: KR20030081754A
Application number: KR1020020020123A
Authority: KR
Inventors: 최준식; 강형주; 전용석; 전효식; 김현정; 이지영; 박병주
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-10-22
Also published as: KR100430007B1

Abstract

본 발명은 무전극 조명 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 LC공진 기술을 이용하여 공진주파수를 생성하는 무전극 조명 시스템에서 전자파를 전자파 공진부의 내부로 유도하는 전자파 피더부의 끝단을 적어도 한 개 이상의 꼭지점을 가지도록 형성함으로써, 전자파 피더부의 끝단에 전계가 집중되도록 하고 이를 통해 전구에 강한 전계를 공급하도록 하여 초기 점등 시간을 크게 줄일 수 있다.

Description

무전극 조명 시스템의 피더 구조{FEEDER STRUCTURE FOR PLASMA LIGHTING SYSTEM}

본 발명은 전자파를 이용한 무전극 조명 시스템에 관한 것으로, 특히 LC공진을 이용할 수 있도록 공진기의 내부에 피더부를 내장한 무전극 조명 시스템에서 초기점등시간을 줄일 수 있는 무전극 조명 시스템의 피더 구조에 관한 것이다.

일반적으로 무전극 조명 시스템(PLS ; Plasma Lighting System)은 전자레인지에 사용되는 고주파 발진기(마그네트론)에서 발생하는 전자파가 전구내 불활성가스를 플라즈마 상태로 만들면서 화합물 또는 금속화합물이 빛을 연속적으로 발산하도록 함으로써 전극 없이도 뛰어난 광량을 제공할 수 있는 조명기기이다.

이러한 무전극 조명 시스템은 한 개의 PLS로 400W 메탈할라이드 네 개의 광속을 낼 수 있고 20%이상의 에너지 절감효과를 얻을 수 있다. 또, 필라멘트 없이 플라즈마 발광원리에 의해 빛을 방출하기 때문에 광속저하 없이 오랜 시간을 사용할 수 있고, 자연 백색광과 동일한 연속 광스팩트럼을 구현하기 때문에 시력보호는 물론 자외선이나 적외선의 방출을 줄여 편안한 조명 환경을 제공할 수 있다.

도 1은 종래 무전극 조명 시스템의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 무전극 조명 시스템은 케이싱(1)의 내부에 마그네트론(2)과 고압 발생기(3)와 도파관(4) 등을 설치하고, 케이싱(1)의 외부에 전구(5)와 공진기(6)를 설치하여 마그네트론(2)에서 발진하는 전자파를 도파관(4)을 이용하여 공진기(6)로 유도함으로써 전구(5)내 불활성가스가 플라즈마화 되면서빛을 발하는 것이다.

이를 보다 상세히 살펴 보면, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압 발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(4)과, 내부에 발광물질과 불활성가스와 방전촉매물질을 함께 봉입하여 전자파 에너지에 의해 봉입한 발광물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 전구(5)와, 도파관(4)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 전자파는 차단하면서 상기 전구(5)에서 발광된 빛은 통과하는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사경(7)과, 전구(5) 후방측의 공진기(6) 내부에 장착하여 전자파는 통과하면서 빛은 반사하는 유전체 거울(8)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압 발생기(3)를 냉각하는 냉각팬 조립체(9)로 구성하고 있다.

도면중 미설명 부호 M1은 전구를 회전시키는 전구모터, M2는 냉각팬을 회전시키는 팬모터이다.

상기와 같은 종래 무전극 조명 시스템은 다음과 같이 동작한다.

제어부의 지령에 따라 고압 발생기(3)에 구동 신호를 입력하면, 고압 발생기(3)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고압을 마그네트론(2)에 공급하고, 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성한다.

이 전자파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사하면서 전구(5) 내에 봉입된 불활성가스를 여기(exiting)시켜 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사경(7)과 유전체 거울(8)에 의해 전방으로 반사하면서 공간을 밝히는 것이었다.

이러한 무전극 조명 시스템에 있어서는 초기 방전에 필요한 전계의 강도는 전구(5)의 크기나 형상 또는 전구(5) 내부에 봉입한 물질의 종류 또는 가스의 압력에 의해 결정되는데, 보통 점등에 필요한 전계의 강도는 발광을 유지하는데 필요한 전계의 강도에 비해 수 배 이상 크게 요구된다. 이를 위해 종래에는 전구(5)의 내부에 수은을 첨가하여 필요한 전계의 강도를 낮추거나 또는 공진기(6) 내부에 전계강화부재를 별도로 추가하여 전구(5)에 가해지는 전계의 강도를 높이는 방안이 모색되고 있다.

그러나, 전구(5)에 수은을 첨가하는 것은 물론 점등시간을 다소 단축할 수는 있으나 이 역시 소등 후 가스의 압력이 내려가기까지 일정 시간 동안 재점등할 수 없는 문제점이 여전히 남게 된다. 반면, 별도의 전계강화부재를 추가하는 것은 그만큼 부품수와 조립공수가 증가하여 생산비용을 높이는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 무전극 조명 시스템이 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 별도의 물질이나 부재를 추가하지 않고도 전구에 보다 강한 전계가 집충되도록 함으로써 초기 점등을 용이하게 할 수 있는 무전극 조명 시스템의 피더 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 무전극 조명 시스템의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 본 발명 무전극 조명 시스템의 일례를 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 무전극 조명 시스템의 일례를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 무전극 조명 시스템에서 피더부를 설명하기 위해 보인 요부 사시도.

도 5는 본 발명 피더부의 변형예를 보인 사시도.

도 6은 본 발명 피더부에 전계강화부재를 매입한 요부를 보인 상세도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 전원공급부 20 : 마그네트론

30 : 전자파 피더부 31 : 전계강화단

32 : 전계강화부재 40 : 공진주파수 생성부

41 : 인덕터 42 : 캐패시터

50 : 전자파 공진부 60 : 램프부

61 : 전구 70 : 반사경부

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 전원공급부와, 전원공급부에 연결하여 특정 주파수의 전자파를 발생하는 전자파 발생부와, 전자파 발생부의 출구에 연결하여 전자파를 안내하는 전자파 피더부와, 전자파 피더부를 통해 안내되는 전자파 중에서 특정 대역의 주파수를 선택할 수 있도록 인덕터(Inductor)와 캐패시터(Capacitor)를 구비하는 공진주파수 생성부와, 전자파 피더부와 공진주파수 생성부를 함께 수용하도록 소정의 공동(cavity)를 구비하여 전자파를 가둬 공진주파수를 가진시키는 전자파 공진부와, 발광물질과 불활성가스를 함께 봉입하여 전자파 공진부에 수용하고 그 전자파 공진부에서 공진하는 전자파에 의해 불활성가스가 발광물질을 플라즈마화 방전하면서 발광물질이 빛을 내도록 하는 램프부로 구성한 무전극 조명 시스템에 있어서, 전자파 피더부는 램프부에 인접하는 끝단을 적어도 한 개 이상의 꼭지점을 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명 시스템의 피더 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 무전극 조명 시스템의 피더 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 무전극 조명 시스템에서 피더부를 설명하기 위해 보인 요부 사시도이고, 도 5는 본 발명 무전극 조명 시스템에서 피더부의 변형예를 보인 사시도이며, 도 6은 본 발명 무전극 조명 시스템에서 피더부에 전계강화부재를 매입한 요부를 보인 상세도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명은, 전자파 발생부인 마그네트론에서 생성한 전자파를 전자파 공진부의 내부로 유도하여 전구에 봉입한 물질들이 플라즈마화하면서 발광하도록 하는 전자파 피더부를 여러 모양으로 형성하여 상기한 전구에 전계를 집중하도록 하는 것이다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이 무전극 조명 시스템은, 전원공급부(10)에 연결하여 전자파를 생성하는 전자파 발생부(20)와, 전자파 발생부(20)의 출구에 연결하여 전자파를 안내함과 아울러 적절한 전자파의 공급과 분포를 형성하도록 하는 전자파 피더부(30)와, 전자파 피더부(30)를 통해 안내되는 전자파 중에서 특정 대역의 주파수를 선택할 수 있도록 인덕터(Inductor)와 캐패시터(Capacitor)를 구비하는 공진주파수 생성부(40)와, 전자파 피더부(30)와 공진주파수 생성부(40)를 함께 수용하도록 소정의 공동(cavity)를 구비하여 전자파를 가둬 공진주파수를 가진시키는 전자파 공진부(50)와, 공진주파수 생성부(40)의 전방측에 배치하고 내부에 발광물질과 불활성가스 그리고 방전촉매물질 등을 봉입하여 전자파에 의해 발광하는 램프부(60)와, 램프부(60)와 공진주파수 생성부(40) 사이에 개재하여 램프부(60)에서 발광한 빛을 전방측으로 반사하는 반사경부(70)로 구성한다.

전자파 피더부(30)는 통상 원형의 속찬 봉 형상으로 형성하여 그 일단은 전자파 공진부(50)의 바닥면을 관통하여 전자파 발생부(20)인 마그네트론의 안테나와 연결하는 반면 타단은 공진주파수 생성부(40)의 중앙부를 통과하여 램프부(60) 주변까지 연장 형성한다.

또, 전자파 피더부(30)는 도 4에서와 같이 속찬 원봉 형상으로 형성하되 전구에 인접하는 끝단을 꼭지점을 갖는 '원뿔'모양으로 된 전계강화단(31)을 형성할 수 있다.

또, 도 5에서와 같이 전계강화단(31)은 '각진뿔'이나 '쐐기 단면' 또는 '구형'이나 '테이퍼형' 또는 사각'이나 '다각'모양으로 형성할 수 있다.

또, 도 5의 (e)나 (f)에서와 같이 전자파 피더부(30)는 그 기둥모양도 종전의 원형 단면 형상에서 사각이나 다각 단면 모양으로 형성할 수도 있고 테이퍼 단면 모양으로 형성할 수도 있다. 또, 길이 방향으로 단면 형상을 복수 개 이상의 형상으로 형성할 수도 있다.

한편, 도 6에서와 같이 전자파 피더부(30)의 끝단에 전계의 강도를 높일 수 있는 전계강화부재(ignitor)(31)를 매입하되 전계강화부재(33)는 헬리컬 모양으로 꼬아서 매입하거나 일정 간격을 두고 매입할 수도 있다.

도면중 미설명 부호인 51은 공진부본체, 52는 망상체, 61은 전구이다.

상기와 같은 본 발명 무전극 조명 시스템의 피더 구조는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

제어부의 지령에 따라 전원공급부(10)에서 전원이 전자파 발생부인 마그네트론(20)에 공급되어 마그네트론(20)에서는 고주파 에너지를 갖는 전자파를 발생한다.

이 전자파는 전자파 피더부(30)를 통해 전자파 공진부(50)의 내부로 유도되어 전자파 공진부(50)의 내부에서 공진하고, 이 과정에서 인덕터(41)와 캐패시터(42)에 주파수 신호를 입력하여 인덕터(41)와 캐패시터(42)가 적정한 공진주파수를 선택한다.

이 공진주파수 대역의 전자파는 전자파 공진부(50)의 공진부본체(51) 내부에서 공진하면서 램프부(60)의 전구(61)에 봉입한 불활성가스를 방전하고, 이 방전에의해 발생하는 열이 발광물질을 기화하여 플라즈마를 형성하며, 이 플라즈마가 전자파에 의해 지속적으로 방전을 유지함으로써 높은 광도의 백색 자연광을 방출하도록 한다. 이 빛은 반사경부(70)에 의해 전방측으로 반사하여 망상체(52)를 통과한 후 필요한 공간을 밝히는 것이다.

이때, 전구(61)에 인접한 전자파 피더부(30)의 끝단을 각진 모양이나 구형 또는 테이퍼 모양 등으로 형성하는 경우 전기장이 집중하면서 전계의 강도가 높아지게 되고, 이를 통해 전구(61)의 내부에 봉입한 불활성가스에 보다 강한 전계를 인가함에 따라 초기 점등시 불활성가스가 용이하게 플라즈마화 될 수 있도록 함으로써 초기 점등 시간을 현저하게 줄일 수 있다.

한편, 전자파 피더부(30)의 내부에 별도의 전계강화부재(32)를 매입하는 경우에도 그 전계강화부재(32)에 의해 전구에 가하는 전계의 강도를 높일 수 있고 이를 통해 초기 점등시 램프부(60) 내의 불활성가스가 좀더 빨리 플라즈마화 하도록 함으로써 점등 시간을 줄일 수 있다. 이 경우 기존에 구비하여야 하는 전자파 피더부(30)의 내부에 전계강화부재(32)를 매입함에 따라 전계강화부재(32)를 설치하기 위한 별도의 지지체를 따로 구비할 필요가 없어 부품수의 증가를 방지할 수 있다.

본 발명은 LC공진 기술을 이용하여 공진주파수를 생성하는 무전극 조명 시스템에서 전자파를 전자파 공진부의 내부로 유도하는 전자파 피더부의 구조를 전계의 집중이 용이하도록 다양하게 형성하여 전구에 강한 전계를 공급하도록 함으로써 초기 점등 시간을 크게 줄일 수 있다.

Claims

전원공급부와, 전원공급부에 연결하여 특정 주파수의 전자파를 발생하는 전자파 발생부와, 전자파 발생부의 출구에 연결하여 전자파를 안내함과 아울러 적절한 전자파의 공급과 분포를 형성하도록 하는 전자파 피더부와, 전자파 피더부를 통해 안내되는 전자파 중에서 특정 대역의 주파수를 선택할 수 있도록 인덕터(Inductor)와 캐패시터(Capacitor)를 구비하는 공진주파수 생성부와, 전자파 피더부와 공진주파수 생성부를 함께 수용하도록 소정의 공동(cavity)를 구비하여 전자파를 가둬 공진주파수를 가진시키는 전자파 공진부와, 발광물질과 불활성가스를 함께 봉입하여 전자파 공진부에 수용하고 그 전자파 공진부에서 공진하는 전자파에 의해 불활성가스가 발광물질을 플라즈마화 방전하면서 발광물질이 빛을 내도록 하는 램프부로 구성한 무전극 조명 시스템에 있어서,

전자파 피더부는 램프부에 인접하는 끝단을 적어도 한 개 이상의 꼭지점을 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명 시스템의 피더 구조.
제1항에 있어서,

전자파 피더부는 램프부에 인접하는 끝단부가 이 맞은편 끝단부 보다 좁은 횡단면적을 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명 시스템의 피더 구조.
제1항에 있어서,

전자파 피더부는 그 내부에 전계강화부재(ignitor)를 매입하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명 시스템의 피더 구조.