KR20070045070A

KR20070045070A - 무전극 조명기기

Info

Publication number: KR20070045070A
Application number: KR1020050101528A
Authority: KR
Inventors: 전용석; 황리나
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2007-05-02
Also published as: KR100739162B1

Abstract

본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 마그네트론의 출력부에 연통하여 전자파를 안내하는 도파관과; 상기 도파관의 출구에 연통하도록 슬롯을 구비하여 상기 도파관의 일측에 결합하고, 그 도파관을 통해 전달되는 전자파가 TM 모드로 공진하도록 사각형상으로 형성하는 공진기와; 상기 공진기의 내부에 수용하여 전자파에 의해 플라즈마화하면서 발광하도록 방전물질을 봉입하는 무전극 전구;를 포함함으로써, 상기 공진기를 재구성하거나 매칭을 새롭게 하지 않고도 상기 무전극 전구를 필요에 따라 그 길이를 조절하여 설치할 수 있어 설치환경에 맞게 무전극 조명기기의 조절을 쉽고 다양하게 할 수 있을 뿐만 아니라 상기 공진기에서의 전기장 세기를 강하게 하여 광효율을 높일 수 있다.

Description

무전극 조명기기{PLASMA LIGHTING SYSTEM}

도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 개략적으로 보인 사시도,

도 2 및 도 3은 종래 무전극 조명기기에서 원형 공진기의 경우 종단면 방향 및 횡단면 방향에 대한 전기장 세기를 해석한 결과도,

도 4는 본 발명 무전극 조명기기의 일례를 개략적으로 보인 사시도,

도 5는 본 발명 무전극 조명기기에서 공진기의 규격을 설명하기 위해 보인 개략도,

도 6은 본 발명 무전극 조명기기에서 사각 공진기의 규격별 전기장 세기를 보인 비교표,

도 7 및 도 8은 본 발명 무전극 조명기기에서 사각 공진기의 경우 종단면 방향 및 횡단면 방향에 대한 전기장 세기를 해석한 결과도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 마그네트론 20 : 도파관

30 : 공진기 31 : 슬롯

40 : 무전극 전구

본 발명은 전자파를 이용한 무전극 조명기기에 관한 것으로, 특히 공진기가 사각단면 모양으로 구비되는 무전극 조명기기에 관한 것이다.

일반적으로 무전극 조명기기(PLS : Plasma Lighting System)는 전자레인지에 주로 사용되고 있는 고주파 발진기(마그네트론)을 이용하여 그 고주파 발진기에서 발생하는 전자파가 무전극 전구내 방전물질을 플라즈마 상태로 만들면서 금속화합물이 빛을 연속적으로 발산하도록 함으로써 전극 없이도 뛰어난 광량의 빛을 제공할 수 있는 기기이다.

도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 개략적으로 보인 사시도이고, 도 2 및 도 3은 종래 무전극 조명기기에서 원형 공진기의 경우 종단면 방향 및 횡단면 방향에 대한 전기장 세기를 해석한 결과도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 무전극 조명기기는, 케이싱(미도시)의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론(1)과, 상기 마그네트론(1)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(1)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(2)과, 상기 도파관(2)의 출구측에 연통하도록 설치하여 전자파를 소정의 공진주파수로 공진시키는 원통모양의 공진기(3)와, 상기 공진기(3)의 내부에 수용하여 상기 마그네트론(1)에서 발생하는 전자파 에너지에 의해 봉입물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 무전극 전구(4)와, 상기 마그네트론(1)의 일측에 설치하여 상기한 무전극 전구(4)를 회전시키는 모터조립체(5)을 포함하고 있다.

상기 공진기(3)는 상기 도파관(2)을 통해 공급되는 전자파는 차단하는 반면 상기 무전극 전구(4)에서 발생하는 빛은 통과할 수 있도록 메시 형상으로 형성하되, TE₁₁₁모드의 전자파를 사용할 수 있도록 원통모양으로 형성하고 있다.

상기와 같은 종래 무전극 조명기기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 제어부(미도시)의 지령에 따라 상기 마그네트론(1)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성하고, 이 전자파가 상기 도파관(2)을 통해 상기 공진기(3)의 내부로 방사되어 상기한 무전극 전구(4) 내에 봉입된 방전물질을 여기(exiting)시키며, 이 과정에서 상기 무전극 전구(4) 내부의 방전물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생한다.

이때, 상기 공진기(3)는 원통형으로 형성됨에 따라 공진형태가 TE₁₁₁모드로 이루어지면서 도 2에서와 같이 종단면방향(길이방향)으로는 공진기(3)의 중심부에서 전기장(E-Field)이 가장 센 반면, 도 3에서와 같이 횡단면방향(원주방향)으로는 중간부위에서 한 방향으로 전기장이 가장 세게 형성된다. 이에 따라 원통형의 공진기(3)에서는 전기장의 세기가 중앙(a≒a)에 위치하게 되어 상기 무전극 전구는 그 중앙에 위치하여야 가장 높은 광효율을 낼 수 있게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 무전극 조명기기의 공진기에 있어서는, 상기 무전극 전구(4)의 위치가 이미 결정됨에 따라 그 무전극 전구(4)의 위치를 바꿔야 하는 경우에는 전기장이 강한 곳에 무전극 전구(4)를 위치시킬 수 없게 되므로 결국 상기 공진기(3)의 구조를 변경하고 매칭도 새롭게 하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 자기장이 넓게 형성되도록 하여 무전극 전구의 설치가능 범위를 확대할 수 있는 무전극 조명기기의 공진기 구조를 제공하려는데 있다.

또, 상기 무전극 전구에 보다 강한 전기장이 형성되도록 할 수 있는 무전극 조명기기의 공진기 구조를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 마그네트론의 출력부에 연통하여 전자파를 안내하는 도파관과; 상기 도파관의 출구에 연통하도록 슬롯을 구비하여 상기 도파관의 일측에 결합하고, 그 도파관을 통해 전달되는 전자파가 TM 모드로 공진하도록 사각형상으로 형성하는 공진기와; 상기 공진기의 내부에 수용하여 전자파에 의해 플라즈마화하면서 발광하도록 방전물질을 봉입하는 무전극 전구;를 포함한 무전극 조명기기를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 무전극 조명기기의 공진기 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 무전극 조명기기의 일례를 개략적으로 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 무전극 조명기기에서 공진기의 규격을 설명하기 위해 보인 개략도이며, 도 6은 본 발명 무전극 조명기기에서 사각 공진기의 규격별 전기장 세기를 보인 비교표이고, 도 7 및 도 8은 본 발명 무전극 조명기기에서 사각 공진기의 경우 종단면 방향 및 횡단면 방향에 대한 전기장 세기를 해석한 결과도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 케이싱(미도시)의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론(10)과, 상기 마그네트론(10)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(10)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(20)과, 상기 도파관(20)의 출구측에 연통하도록 설치하여 전자파를 소정의 공진주파수로 공진시키는 사각모양의 공진기(30)와, 상기 공진기(30)의 내부에 수용되어 상기 마그네트론(10)에서 발생하는 전자파 에너지에 의해 봉입물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 무전극 전구(40)와, 상기 마그네트론(10)의 일측에 설치하여 상기한 무전극 전구(40)를 회전시키는 모터조립체(50)을 포함한다.

상기 도파관(20)은 도 4에서와 같이 사각 모양으로 형성하여 그 일측면에는 상기 마그네트론(10)을 연결 설치하고, 상기 도파관(20)의 타측면에는 상기 공진기(30)를 연결 설치한다. 또, 도면으로 제시하지는 않았으나, 상기 도파관(20)의 일측면에 상기한 마그네트론(10)과 공진기(30)를 함께 설치할 수도 있다.

상기 공진기(30)는 상기 도파관(20)을 통해 공급되는 전자파의 유출은 차단하는 반면 상기 무전극 전구(40)에서 발생하는 빛은 통과할 수 있도록 통상 육각모양의 메시 형상으로 형성하되, TM 모드의 전자파를 사용할 수 있도록 전체적으로는 직육면체 등의 사각모양으로 형성한다.

또, 상기 공진기(30)는 전술한 바와 같이 직육면체의 사각모양으로 형성하되, 도 5에서와 같이 폭(w)이 높이(d) 보다 길게 형성하고, 그 길이(h)는 폭보다 길게 형성한다. 상기 공진기(30)는 도 6에서와 같이 그 폭(w)과 높이(h)의 차이가 크면 클수록 전기장의 세기가 증가하여 바람직하다.

또, 상기 공진기(30)의 일측면, 즉 도파관(20)과 접하는 면에는 상기 도파관(20)을 통해 전달되는 전자파를 상기 공진기(30)의 내부로 안내하도록 슬롯(31)을 형성하되, 이 슬롯(31)은 그 폭(sw)이 길이(sd) 보다 길게하여 상기 공진기(30)의 폭방향으로 길게 형성한다.

또, 상기 슬롯(31)은 공진기(30)의 폭방향과 평행하게 형성할 수도 있고, 경우에 따라서는 소정의 각도로 경사지게 비스듬하게 형성할 수 있다.

상기와 같은 본 발명 무전극 조명기기는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 제어부(미도시)의 지령에 따라 상기 마그네트론(10)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성하고, 이 전자파가 상기 도파관(20)을 통해 상기 공진기(30)의 내부로 방사되어 상기한 무전극 전구(40) 내에 봉입된 방전물질을 여기(exiting)시키며, 이 과정에서 상기 무전극 전구(40) 내부의 방전물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생한다.

이때, 상기 공진기(30)는 직육면체 형상의 사각모양으로 형성됨에 따라 공진형태가 TM모드로 이루어지면서 도 7에서와 같이 종단면방향(길이방향)으로는 공진기(30)의 중심부에서 전기장이 가장 센 반면, 도 8에서와 같이 길이방향을 따라 여러 군데에서 전기장((E-Field)이 세게 형성된다. 이에 따라 사각형의 공진기(30)에서는 전기장의 세기가 반드시 중앙에만 위치하지 않고 길이방향을 따라 형성되어 상기 무전극 전구(40)를 필요에 따라 그 길이를 조절하여 설치하더라도 상기 공진기(30)를 재구성하거나 매칭하지 않고도 높은 광효율을 낼 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 의한 무전극 조명기기는, 상기 공진기를 사각형 모양으로 형성함으로써, 상기 공진기를 재구성하거나 매칭을 새롭게 하지 않고도 상기 무전극 전구를 필요에 따라 그 길이를 조절하여 설치할 수 있어 설치환경에 맞게 무전극 조명기기의 조절을 쉽고 다양하게 할 수 있을 뿐만 아니라 상기 공진기에서의 전기장 세기를 강하게 하여 광효율을 높일 수 있다.

Claims

마그네트론의 출력부에 연통하여 전자파를 안내하는 도파관과;

상기 도파관의 출구에 연통하도록 슬롯을 구비하여 상기 도파관의 일측에 결합하고, 그 도파관을 통해 전달되는 전자파가 TM 모드로 공진하도록 사각형상으로 형성하는 공진기와;

상기 공진기의 내부에 수용하여 전자파에 의해 플라즈마화하면서 발광하도록 방전물질을 봉입하는 무전극 전구;를 포함한 무전극 조명기기.
제1항에 있어서,

상기 공진기는 슬롯을 기준으로 그 슬롯의 길이방향으로의 길이가 상기 슬롯을 형성한 면에서 맞은편 면까지의 길이 보다 길게 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 슬롯은 그 길이방향이 상기 공진기의 단축방향과 평행하게 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.