KR20060100063A

KR20060100063A - Cylindrical electrodeless fluorescence lamp

Info

Publication number: KR20060100063A
Application number: KR1020050021698A
Authority: KR
Inventors: 이종찬; 양종경; 최기승; 박대희
Original assignee: 이종찬; 박대희; 양종경; 최기승
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-20

Abstract

본 발명은 직관형 무전극 형광램프에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 용량성 결합 플라즈마와 유도성 결합 플라즈마를 모두 구현할 수 있는 직관형 무전극 형광램프에 관한 것이다.The present invention relates to a straight tube electrodeless fluorescent lamp. More particularly, the present invention relates to a straight tubeless electrodeless fluorescent lamp capable of implementing both capacitively coupled plasma and inductively coupled plasma.

본 발명은 원통형 램프에 있어서, 그 내면에 형광체가 도포되고, 그 내부에 제논가스가 충진된 방전관(3)과; 상기 방전관(3) 내부의 양측에 설치된 전극(1)과; 상기 방전관(3) 양단의 외면에 각각 설치되는 자계발생수단과; 상기 전극(1)과 자계발생수단에 각각 안정된 전력을 공급하는 안정기(4)를 포함하여 구성하고, 상기 안정기(4)로부터 공급되는 전류를 전극(1)과 자계발생수단에 동시에 사용하여 낮은 구동 전압과 균일한 플라즈마가 형성되는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a cylindrical lamp comprising: a discharge tube (3) having phosphors coated on an inner surface thereof, and filled with xenon gas; Electrodes 1 provided on both sides of the discharge tube 3; Magnetic field generating means installed on outer surfaces of both ends of the discharge tube (3); It comprises a ballast (4) for supplying a stable power to the electrode (1) and the magnetic field generating means, respectively, and low drive by using the current supplied from the ballast 4 to the electrode (1) and the magnetic field generating means at the same time A voltage and a uniform plasma are formed.

본 발명은 유도성 결합에 의해 초기 전자 방출 증가로 방전 전압을 낮출수 있어 저전력을 필요로 하는 장식용 조명에 사용할 수 있고, 용량성 결합에 의한 방전 유지로 열적인 손실로 인한 낮은 전력 변환 효율을 상승시킬 수 있다.The present invention can reduce the discharge voltage by increasing the initial electron emission by the inductive coupling can be used for decorative lighting requiring low power, and the low power conversion efficiency due to the thermal loss by the discharge retention by the capacitive coupling increases You can.

직관형, 무전극, 형광램프, 유도성, 용량성 Straight tube, electrodeless, fluorescent lamp, inductive, capacitive

Description

Straight tubeless electrodeless fluorescent lamp {Cylindrical Electrodeless Fluorescence Lamp}

도 1은 본 발명 직관형 무전극 형광램프의 구조도.1 is a structural diagram of a straight tubeless electrodeless fluorescent lamp of the present invention.

도 2는 본 발명 직관형 무전극 형광램프의 측면도.2 is a side view of a straight tube electrodeless fluorescent lamp of the present invention;

도 3은 본 발명 직관형 무전극 형광램프의 사시도.Figure 3 is a perspective view of a straight tube electrodeless fluorescent lamp of the present invention.

<도면의 주요구성에 대한 부호 설명><Description of Signs for Major Configurations of Drawings>

1 : 전극 2 : 코일1 electrode 2 coil

3 : 방전관 4 : 안정기3: discharge tube 4: ballast

본 발명은 직관형 무전극 형광램프에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 조명에 사용하는 일반 환형 및 구형 무전극 형광램프와 일반 형광램프의 대체용으로 개발한 전계에 의한 자기 유도형 형광램프에 관한 것이다. The present invention relates to a straight tube electrodeless fluorescent lamp. More particularly, the present invention relates to a magnetic induction fluorescent lamp by an electric field developed for replacing a general annular and spherical electrodeless fluorescent lamp and an ordinary fluorescent lamp used for lighting.

"자기유도형"이란 등가회로로 표현하면 변압기와 같은 형태로서 코일에 전원을 인가함으로써, 코일에 흐르는 전류에 의한 축 방향 교번 자계에 의해 자기장이 형성되고 시변 자기장이 전기장을 생성하여 플라즈마를 생성 및 유지시키는 방식이다.The term “magnetic induction” refers to an equivalent circuit, which is like a transformer and applies power to a coil, whereby a magnetic field is formed by an axial alternating magnetic field caused by current flowing through the coil, and a time-varying magnetic field generates an electric field to generate plasma. It's the way to keep it.

최근 일반 형광등의 단점인 짧은 수명을 보완하고 에너지의 절약을 위해 무전극 형광램프의 개발이 활발히 진행되고 있는 추세이다.Recently, the development of electrodeless fluorescent lamps is actively progressing to compensate for short lifespan, which is a disadvantage of general fluorescent lamps, and to save energy.

광원은 발광원리에 따라 물체를 가열할 때 같은 온도의 흑체 보다 더 강한 방사를 하는 열발광형 광원과 음극선이 물체를 충격할 때 생기는 음극선 발광형 광원, 기체/금속 증기내의 대전 입자간 또는 원·분자의 충돌로 형성된 방전에 기인한 방사 발광형 광원 등이 있다. 이 가운데 플라스마 상태를 이용한 방전은 형광등, 저압 나트륨등과 같은 저압 방전과 수은등, 고압 나트륨등, 제논램프, 메탈 할라이드 램프 등과 같은 고압 방전으로 구분된다.The light source is a thermoluminescent light source that emits stronger radiation than a black body of the same temperature when the object is heated according to the principle of light emission, and a cathode ray light source generated when a cathode ray strikes the object, between charged particles in gas / metal vapor, or Radiation emitting light sources due to discharges formed by collisions of molecules; Among these, plasma-type discharges are classified into low pressure discharges such as fluorescent lamps and low pressure sodium lamps, and high pressure discharges such as mercury lamps, high pressure sodium lamps, xenon lamps, and metal halide lamps.

플라즈마 방전 광원은 불활성 기체, 금속 증기 또는 이들 혼합체를 봉입한 영역의 양끝에 전극을 삽입하고 이들 전극간에 전압을 인가하여 방전을 형성한다. 이러한 방전광원은 장시간 사용 시 전극의 산화로 인한 부식 및 가스 순도의 저하로 광속 유지율과 출력을 저하시켜 수명을 단축시키는 단점이 있다. 따라서 무전극 광원과 같이 방전관 내부에 전극을 사용하지 않는 광원은 이를 보완할 수 있다. The plasma discharge light source inserts electrodes at both ends of the region in which the inert gas, the metal vapor, or a mixture thereof is enclosed, and applies a voltage between these electrodes to form a discharge. Such a discharge light source has a disadvantage of shortening the lifespan by decreasing the luminous flux retention and output due to corrosion and deterioration of gas purity due to oxidation of the electrode when used for a long time. Therefore, a light source that does not use an electrode inside the discharge tube, such as an electrodeless light source, may compensate for this.

그러나 종래의 유도성 결합에 의한 램프는 코일에 의한 열적 손실이 컸으며 용량성 결합에 의한 램프의 경우 휘도특성이 낮은 반면 높은 전압을 인가하여야 하는 문제점이 있다. However, the conventional lamp due to the inductive coupling has a large thermal loss due to the coil, and the lamp due to the capacitive coupling has a problem in that the luminance characteristic is low while high voltage is applied.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은 터널이나 실내조명용 광원으로서 고효율과 저 전력의 직관형 무전극 형광램프를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a high efficiency and low power linear electrodeless fluorescent lamp as a light source for tunnels or indoor lighting.

본 발명의 다른 목적은 초기 유도 코일에 낮은 전력의 전원을 인가시킨 후 플라즈마를 형성시킨 후, 주파수를 이용하여 경우 낮은 전압으로 구동될 수 있고, 자계에 의해 생성된 초기 전자에 의해 높은 휘도 특성을 얻을 수 있는 직관형 무전극 형광램프를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to apply a low power power to the initial induction coil and then to form a plasma, and then may be driven at a low voltage in the case of using the frequency, and has a high luminance characteristic by the initial electrons generated by the magnetic field The present invention provides a straight tubeless electrodeless fluorescent lamp that can be obtained.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원통형 형광램프에 있어서, 그 내면에 형광체가 도포되고, 그 내부에 제논가스가 충진된 방전관(3)과; 상기 방전관(3) 내부의 양측에 설치된 전극(1)과; 상기 방전관(3) 양단의 외면에 각각 설치되는 자계발생수단과; 상기 전극(1)과 자계발생수단에 각각 안정된 전력을 공급하는 안정기(4)를 포함하여 구성하고, 상기 안정기(4)로부터 공급되는 전류를 전극(1)과 자계발생수단에 동시에 사용하여 낮은 구동 전압과 균일한 플라즈마가 형성되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a cylindrical fluorescent lamp comprising: a discharge tube (3) in which a phosphor is coated on an inner surface thereof and xenon gas is filled therein; Electrodes 1 provided on both sides of the discharge tube 3; Magnetic field generating means installed on outer surfaces of both ends of the discharge tube (3); It comprises a ballast (4) for supplying a stable power to the electrode (1) and the magnetic field generating means, respectively, and low drive by using the current supplied from the ballast 4 to the electrode (1) and the magnetic field generating means at the same time A voltage and a uniform plasma are formed.

상기 자계발생수단은 상기 방전관(3)의 양단에 일정간격으로 권선되는 코일(2)인 것이 바람직하다.Preferably, the magnetic field generating means is a coil 2 wound around both ends of the discharge tube 3 at a predetermined interval.

상기와 같이 구성된 본 발명은 용량성 결합 플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma)를 위한 두 전극과, 유도성 결합 플라즈마(CCP : Capacitively Coupled Plasma)를 위한 코일로 구성되어, 방전관 내부의 제논 가스를 사용함으로써 무수은 무전극 형광램프 체계를 유지하였다. The present invention configured as described above is composed of two electrodes for capacitively coupled plasma (ICP) and a coil for capacitively coupled plasma (CCP), by using a xenon gas inside the discharge tube. Mercury-free electrodeless fluorescent lamp system was maintained.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 직관형 무전극 형광램프의 구조도, 도 2는 본 발명 직관형 무전극 형광램프의 측면도, 도 3은 본 발명 직관형 무전극 형광램프의 사시도이다. 1 is a structural diagram of a straight tubeless electrodeless fluorescent lamp of the present invention, FIG. 2 is a side view of a straight tubeless electrodeless fluorescent lamp of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of a straight tubeless electrodeless fluorescent lamp of the present invention.

도 1 내지 도 3에 의하면, 그 내부에 형광체가 발라진 직관형의 방전관(3)의 내부 양단에 구동전압을 발생시키는 전극(1)을 설치하고 방전관(3)의 외부 양단에는 전극(1)에 의해 생성된 플라즈마를 균일하게 유지시킬 수 있는 자계발생수단인 코일(2)을 일정간격으로 감는다. 이때, 전극(1)과 코일(2)은 안정된 전기를 공급하며 방전전류를 제어하여 전류를 안정시키는 안정기(4)에 연결되어 있다. 1 to 3, electrodes 1 for generating a driving voltage are provided at both ends of a straight tube-shaped discharge tube 3 in which phosphors are applied, and electrodes 1 are disposed at both ends of the discharge tube 3 outside. The coil 2, which is a magnetic field generating means capable of maintaining the plasma generated by the same, is wound at a predetermined interval. At this time, the electrode 1 and the coil 2 are connected to a ballast 4 for supplying stable electricity and controlling the discharge current to stabilize the current.

이와 같이 구성된 본 발명은 초기 유도성 결합 플라즈마(ICP)를 이용하여 낮은 전력에서 구동시킨 후 플라즈마가 형성될 경우 용량성 결합 플라즈마(CCP)를 이용하여 낮은 주파수의 전원을 구동시킬 경우 낮은 전원으로 구동시킬 수 있을 뿐만 아니라 자계에 의해 생성된 초기 전자에 의해 높은 휘도 특성을 얻을 수 있다. The present invention configured as described above is driven at low power using an initial inductively coupled plasma (ICP) and then driven at low power when a low frequency power is driven using a capacitively coupled plasma (CCP) when a plasma is formed. In addition, high luminance characteristics can be obtained by the initial electrons generated by the magnetic field.

유도성 결합에 의해 생긴 플라즈마에 의해 자외선(UV)이 형성되어 방전관 내부에 발라진 형광체에 에너지를 전달함으로써 유리를 통해 우리가 볼 수 있는 비저블(Visible)한 영역의 가시광선(visible ray)을 방출한다. 또 유도 코일에 의해 자계형성이 전계형성 방향과 같은 방향으로 형성되기 때문에 전체 플라즈마가 균일하 게 생성되어 고른 발광 특성을 보인다. Ultraviolet radiation (UV) is formed by the plasma generated by the inductive coupling, which transmits energy to the phosphors applied inside the discharge tube, thereby emitting visible rays in the visible region through the glass. . In addition, since the magnetic field formation is formed in the same direction as the electric field formation direction by the induction coil, the entire plasma is uniformly generated and shows even light emission characteristics.

본 발명은 기존의 용량성 결합 플라즈마를 이용한 광원과 유도성 결합 플라즈마의 광원을 결합함으로써 두 가지의 장점을 모두 이용할 수 있는 것으로, 유도성 결합 플라즈마를 이용하여 자계에 의한 플라즈마를 발생시켜 높은 휘도특성을 가질 수 있다. 이때 열에 의한 손실이 크다. 또한 용량성 결합 플라즈마를 이용하여 전계에 의한 플라즈마를 발생시켜 낮은 주파수의 구동을 할 수 있지만 초기 구동 전압이 높아 소비 전력이 크다. 따라서 두가지 특성을 이용하여 초기 유도성 결합 플라즈마를 이용하여 낮은 전력에서 구동시킨 후 플라즈마가 형성될 경우 용량성 결합 플라즈마를 이용하여 낮은 주파수의 전원을 구동시킬 경우 낮은 전원으로 구동시킬 수 있을 뿐만 아니라 자계에 의해 생성된 초기 전자에 의해 높은 휘도 특성을 얻을 수 있다. The present invention can utilize both advantages by combining a light source using a conventional capacitively coupled plasma with a light source of an inductively coupled plasma, and generates a plasma by a magnetic field using an inductively coupled plasma to generate high luminance characteristics. Can have At this time, the loss by heat is large. In addition, a low frequency driving is possible by generating a plasma by an electric field using a capacitively coupled plasma, but the power consumption is high due to the high initial driving voltage. Therefore, after driving at low power by using an initial inductively coupled plasma using two characteristics, when a plasma is formed, when driving a low frequency power source using a capacitively coupled plasma, it can be driven with a low power source as well as a magnetic field. A high luminance characteristic can be obtained by the initial electrons generated by.

그러므로 본 발명은 전체적인 효율 향상과 소비 전력을 낮출 수 있어 에너지를 절약할 수 있는 매우 유용한 발명이다. 또한 방전관(3)의 양쪽에 코일(2)과 전극(1)을 동시에 사용함으로써, 낮은 구동 전압과 균일한 플라즈마를 형성하고 제논 가스와 외부 전극을 사용함으로써 무수은과 장수명의 장점이 있다. Therefore, the present invention is a very useful invention that can save energy by reducing the overall efficiency and power consumption. In addition, by simultaneously using the coil 2 and the electrode 1 on both sides of the discharge tube 3, there is an advantage of mercury-free and long life by forming a low driving voltage and a uniform plasma, using a xenon gas and an external electrode.

당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명은 상기 설명한 실시 예에만 한정되지 않고 본 발명은 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 형태로 실시될 수 있다. 특허청구범위와 균등한 기술 범위 내에서 이루어지는 모든 설계 변경은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 간주된다. To those skilled in the art, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention may be embodied in other forms without departing from the spirit of the invention. All design changes made within the technical scope equivalent to the claims are considered to be included within the scope of the present invention.

본 발명에 의하면, 유도성 결합에 의해 초기 전자 방출 증가로 방전 전압을 낮출 수 있어 저 전력을 필요로 하는 장식용 조명에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 높은 휘도 특성을 구현할 수 있고 용량성 결합에 의한 방전 유지로 열적인 손실로 인한 낮은 전력 변환 효율을 상승시킬 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, the discharge voltage can be lowered by increasing the initial electron emission by inductive coupling, so that it can not only be used for decorative lighting requiring low power, but also can realize high luminance characteristics, and the discharge retention by capacitive coupling There is an advantage to increase the low power conversion efficiency due to thermal losses.

또한 본 발명은 제논 가스와 외부 전극을 사용하는 무수은 형광램프로서 친환경적인 관점에서 매우 유익한 발명이며, 장수명의 이점이 있다.In addition, the present invention is a mercury-free fluorescent lamp using a xenon gas and an external electrode is a very advantageous invention from an environmentally friendly point of view, there is an advantage of long life.

Claims

In the cylindrical fluorescent lamp,

A discharge tube 3 coated with a phosphor on an inner surface thereof and filled with xenon gas therein;

Electrodes 1 provided on both sides of the discharge tube 3;

Magnetic field generating means installed on outer surfaces of both ends of the discharge tube (3);

And a ballast 4 for supplying stable electric power to the electrode 1 and the magnetic field generating means, respectively.

A straight tube electrodeless fluorescent lamp, characterized in that a low driving voltage and a uniform plasma are formed by simultaneously using the current supplied from the ballast (4) to the electrode (1) and the magnetic field generating means.

The straight tube type electrodeless fluorescent lamp according to claim 1, wherein said magnetic field generating means is a coil (2) wound at both ends of said discharge tube (3) at a predetermined interval.