KR20070077737A - Plasma lighting system having many-sideness column type resonator - Google Patents

Plasma lighting system having many-sideness column type resonator Download PDF

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Abstract

A plasma lighting system having a multilateral column type resonator is provided to improve radiation efficiency by modifying a shape of the resonator. A circular waveguide electromagnetic wave has a cylinder shape and is used for guiding an electromagnetic wave having a high frequency oscillated from an electromagnetic wave generation unit. A resonator(50) is coupled with one side of the waveguide in order to shield the emission of the electromagnetic wave to the outside and to form a resonant mode. A lateral section of the resonator is formed with a polygonal shape. An electrodeless lamp is disposed inside the resonator.

Description

다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기{PLASMA LIGHTING SYSTEM HAVING MANY-SIDENESS COLUMN TYPE RESONATOR}Electrodeless lighting device with polygonal column resonator {PLASMA LIGHTING SYSTEM HAVING MANY-SIDENESS COLUMN TYPE RESONATOR}

도 1은 종래의 무전극 조명기기의 구조를 도시한 측면도,1 is a side view showing the structure of a conventional electrodeless lighting device,

도 2는 도 1의 공진기의 구조를 도시한 사시도,2 is a perspective view showing the structure of the resonator of FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 구조를 도시한 측면도,3 is a side view showing the structure of an electrodeless lighting device according to an embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 공진기의 구조를 도시한 사시도,4 is a perspective view showing the structure of the resonator of FIG.

도 5는 도 4의 ‘Ⅴ-Ⅴ’선에 따른 선단면도, 5 is a cross-sectional view taken along the line ⅤV of FIG. 4,

도 6은 도 5의 ‘Ⅵ-Ⅵ’선에 따른 선단면도이다. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line “VI-VI” of FIG. 5.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

30 : 전자파 발생부 40 : 도파관30: electromagnetic wave generator 40: waveguide

50 : 공진기 51 : 메시50: resonator 51: mesh

51a : 광투과공 52 : 도전층51a: light transmitting hole 52: conductive layer

53 : 반사 코팅층 60 : 무전극전구53: reflective coating layer 60: electrodeless bulb

본 발명은, 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 마이크로웨이브의 누설을 감소시키고 무전극전구에서 발생되는 빛이 공진기의 외부로 방사되는 효율을 향상시킬 수 있는 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기에 관한 것이다. The present invention relates to an electrodeless lighting device having a polygonal column resonator, and more particularly, to reduce the leakage of microwaves and to improve the efficiency of the light emitted from the electrodeless bulb radiated to the outside of the resonator. The present invention relates to an electrodeless lighting device having a polygonal column resonator.

도 1은 종래의 무전극 조명기기의 구조를 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1의 공진기의 구조를 도시한 사시도이다. 1 is a side view showing the structure of a conventional electrodeless lighting device, Figure 2 is a perspective view showing the structure of the resonator of FIG.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 이들 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 무전극 조명기기는, 케이싱(10)의 내부에 고전압 발생부(20)와 전자파 발생부(30)와 도파관(40) 등을 구비하고, 케이싱(10)의 외부에 공진기(50)와 무전극전구(60)를 구비하여 전자파 발생부(30)에서 발진하는 전자파를 도파관(40)을 이용하여 공진기(50)로 유도함으로써 무전극전구(60)내의 불활성가스와 발광물질이 플라즈마화 되면서 빛을 발하는 것이다.As shown in these figures, as shown in these figures, the conventional electrodeless lighting device includes a high voltage generator 20, an electromagnetic wave generator 30, a waveguide 40, and the like inside the casing 10. And a resonator 50 and an electrodeless light bulb 60 outside the casing 10 to guide the electromagnetic waves oscillated by the electromagnetic wave generator 30 to the resonator 50 using the waveguide 40. The inert gas and the light emitting material in the electrodeless light bulb 60 emit light as they become plasma.

도파관(40)은 원통 형상의 관으로 일측면은 전자파 발생부(30)와 연결되어 있으며 도파관(40)의 상단면에는 도파관(40)의 높이 방향을 따라 소정의 높이를 갖는 공진기결합부재(41)가 돌출 형성되어 있고 그 형상은 도파관(40)과 공진기(50)를 결합시켜 주도록 링형으로 되어 있다.The waveguide 40 is a cylindrical tube, one side of which is connected to the electromagnetic wave generating unit 30, and an upper surface of the waveguide 40 has a predetermined height along the height direction of the waveguide 40. ) Is formed to protrude, and its shape is ring-shaped to couple the waveguide 40 and the resonator 50 together.

공진기(50)는 무전극전구(60)를 내부공간에 수용하고 상기 내부공간의 둘레방향을 따라 전자파의 외부 방출을 차폐하여 무전극전구(60)에 전달하고 무전극전구(60)에서 발생한 빛을 외부로 투과할 수 있도록 그물 구조를 갖는 원통 형상의 메시(51)로 이루어진다. The resonator 50 accommodates the electrodeless bulb 60 in the inner space, shields the external emission of electromagnetic waves along the circumferential direction of the inner space, transmits it to the electrodeless bulb 60, and the light generated from the electrodeless bulb 60. It is made of a cylindrical mesh 51 having a mesh structure so that it can be transmitted to the outside.

메시(51)의 하단면은 공진기결합부재(41)의 외주면과 접촉되어 결합될 수 있도록 관통 형성되어 있으며, 메시(51)의 측면과 상단면의 판면에는 다수의 광투과공(51a)이 관통 형성되어 있다. The lower surface of the mesh 51 is formed to penetrate through contact with the outer circumferential surface of the resonator coupling member 41, and a plurality of light transmitting holes 51a penetrate through the plate surface of the side and the upper surface of the mesh 51. Formed.

광투과공(51a)은 육각 형상으로 형성되어 복수의 광투과공(51a)이 소정간격 상호 이격 배치되어 있으며, 메시(51)의 전면에 걸쳐서 고르게 형성되어 있다. The light transmission holes 51a are formed in a hexagonal shape, and the plurality of light transmission holes 51a are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined interval, and are evenly formed over the entire surface of the mesh 51.

미러(70)는 공진기결합부재(41)의 직경과 동일한 직경을 갖는 원판 형상으로 공진기결합부재(41)의 상단면과 접촉되게 배치되며, 미러(70)의 중심에는 도파관(40)의 높이 방향을 따라 소정의 길이로 무전극전구(60)가 연장되어 도파관(40)의 외부로 노출되게 구비되어 있다. The mirror 70 has a disk shape having a diameter equal to the diameter of the resonator coupling member 41, and is disposed to be in contact with the top surface of the resonator coupling member 41, and the height direction of the waveguide 40 is located at the center of the mirror 70. The electrodeless light bulb 60 extends to a predetermined length so as to be exposed to the outside of the waveguide 40.

무전극전구(60)는 봉입물질이 봉입되는 소정의 내부 체적을 가지는 구형상의 발광부(61)와, 발광부(61)와 일체로 동일 재질로 연장 형성되는 고정부(62)로 구성되어 있다.The electrodeless light bulb 60 is composed of a spherical light emitting part 61 having a predetermined internal volume in which an encapsulating material is enclosed, and a fixing part 62 extending integrally with the same material as the light emitting part 61. .

발광부(61)는 케이싱(10)의 내측에 설치되고 고정부(62)는 도파관(40)의 중심부롤 지나도록 관통되게 설치되어 있으며, 그와 같이 설치된 고정부(62)는 케이싱(10)의 내부에 설치된 구동모터(90)의 모터축에 연결되어 일정한 속도로 회전되도록 되어 있다.The light emitting part 61 is installed inside the casing 10, and the fixing part 62 is installed to pass through the center roll of the waveguide 40, and the fixing part 62 thus installed is the casing 10. It is connected to the motor shaft of the drive motor 90 installed in the interior is to rotate at a constant speed.

발광부(61)는 주로 석영(quartz)과 같이 광투과율이 높고 유전손실이 극히 적은 재질로 제작하는 것이 바람직하며, 발광부(61)의 내부에 봉입되는 봉입물질은 플라즈마를 형성하여 발광을 주도하는 금속, 할로겐족 화합물, 황 또는 셀런 등과 같은 발광물질과, 발광초기에 발광부(61)의 내부에 플라즈마를 형성시키기 위한 아 르곤 가스, 크립톤 가스 등의 불활성가스와, 수은과 같이 초기방전을 도와 점등을 용이하게 하거나 발생되는 빛의 스펙트럼 등을 조절하기 위한 방전촉매물질로 이루어진다.The light emitter 61 is preferably made of a material having high light transmittance and extremely low dielectric loss, such as quartz, and the encapsulation material encapsulated inside the light emitter 61 forms a plasma to drive light emission. Light emitting materials such as metals, halogenated compounds, sulfur or selenium, inert gases such as argon gas and krypton gas to form plasma inside the light emitting unit 61 at the initial stage of light emission, and early discharge such as mercury. It is composed of a discharge catalyst material for facilitating lighting or controlling the spectrum of light generated.

도면중 미설명 부호인 80은 반사갓, 100은 냉각팬, 110은 상기 냉각팬을 회전시키는 제2구동모터, 120은 에어덕트이다. In the drawings, reference numeral 80 denotes a reflection shade, 100 denotes a cooling fan, 110 denotes a second driving motor for rotating the cooling fan, and 120 denotes an air duct.

이러한 구성에 의하여, 종래의 무전극 조명기기는, 고전압 발생부(20)에 구동 신호를 입력하면 고전압 발생부(20)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고전압을 전자파 발생부(30)에 공급하고 전자파 발생부(30)는 고전압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성한다. 이 전자파는 도파관(40)을 거쳐서 공진기(50) 내부로 방사되면서 무전극전구(60) 내에 충전된 불활성가스를 여기(exiting)시켜 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 되면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 미러(70)에 의해 전방으로 반사하면서 공간을 밝히는 것이다.By such a configuration, in the conventional electrodeless lighting device, when a driving signal is input to the high voltage generator 20, the high voltage generator 20 boosts AC power to supply the boosted high voltage to the electromagnetic wave generator 30. The electromagnetic wave generator 30 generates an electromagnetic wave having a very high frequency while oscillating by a high voltage. The electromagnetic wave is radiated through the waveguide 40 into the resonator 50 to excite the inert gas charged in the electrodeless light bulb 60 to emit light having a unique emission spectrum as the luminescent material is continuously plasmaled. This light is generated to reflect the space forward by the mirror 70.

그런데, 이러한 종래의 무전극 조명기기에 있어서는, 무전극전구(60)의 발광부(61)에서 발생되는 빛이 원통 형상의 공진기(50)의 내주면에서 반사되어 무전극전구(60)측 되돌아오므로 빛의 방사 효율이 떨어지며, 공진기(50) 측으로 인가되는 고주파를 갖는 전자파의 외부 누설이 심하여 무전극 조명기기의 발광효율이 저하된다고 하는 문제점이 있다. By the way, in the conventional electrodeless lighting device, the light generated from the light emitting portion 61 of the electrodeless light bulb 60 is reflected from the inner circumferential surface of the cylindrical resonator 50 and returned to the electrodeless light bulb 60 side. The emission efficiency of the furnace is low, the external leakage of electromagnetic waves having a high frequency applied to the resonator 50 side is severe, there is a problem that the luminous efficiency of the electrodeless lighting device is lowered.

따라서, 본 발명의 목적은, 마이크로웨이브의 누설을 감소시키고 무전극전구 에서 발생되는 빛이 공진기의 외부로 방사되는 효율을 향상시킬 수 있는 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기를 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electrodeless illuminator having a polygonal column resonator which can reduce the leakage of microwaves and improve the efficiency with which light generated from the electrodeless bulb is radiated out of the resonator. .

상기 목적은, 본 발명에 따라, 전자파 발생부에서 발진된 고주파를 갖는 전자파를 안내하는 원통 형상의 도파관과; 상기 도파관의 일측에 결합되어 전자파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하며 그 횡단면이 다각형상을 갖는 공진기와; 상기 공진기의 내부에 배치되어 빛을 발생하는 무전극전구를 포함하는 구성되는 것을 특징으로 하는 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a cylindrical waveguide for guiding electromagnetic waves having a high frequency oscillated in the electromagnetic wave generator; A resonator coupled to one side of the waveguide to shield an external emission of electromagnetic waves to form a resonance mode, the resonator having a polygonal cross section; It is achieved by an electrodeless illumination device having a polygonal columnar resonator, characterized in that it comprises an electrodeless bulb which is disposed inside the resonator to generate light.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

다만, 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. However, the same reference numerals are given to the same parts as in the conventional configuration, and detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 조명기기의 구조를 도시한 측면도이고, 도 4는 도 3의 공진기의 구조를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 ‘Ⅴ-Ⅴ’선에 따른 선단면도이고, 도 6은 도 5의 ‘Ⅵ-Ⅵ’선에 따른 선단면도이다.3 is a side view showing the structure of an electrodeless lighting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view showing the structure of the resonator of FIG. 3, and FIG. 5 is a line 'V-V' of FIG. 4. 6 is a cross-sectional view taken along the line 'VI-VI' of FIG. 5.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기는, 전자파 발생부에서 발진된 고주파를 갖는 전자파를 안내하는 원통 형상의 도파관(40)과, 도파관(40)의 일측에 결합되어 전자파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하며 그 횡단면이 다각형상을 갖는 공진기(50)와, 공진기(50)의 내부에 배치되어 빛을 발생하는 무전극전구(60)를 포함하여 구성되어 있다. As shown in these drawings, an electrodeless illuminator having a polygonal pillar resonator according to an embodiment of the present invention includes a cylindrical waveguide 40 for guiding electromagnetic waves having a high frequency oscillated by an electromagnetic wave generator; , Coupled to one side of the waveguide 40 to shield the external emission of electromagnetic waves to form a resonance mode, the cross section of the resonator 50 having a polygonal shape, and the electrodeless disposed inside the resonator 50 to generate light It is configured to include a light bulb (60).

공진기(50)는 무전극전구(60)를 내부공간에 수용하고 상기 내부공간의 둘레방향을 따라 전자파의 외부 방출을 차폐하여 무전극전구(60)에 전달하고 무전극전구(60)에서 발생한 빛을 외부로 투과할 수 있도록 그물 구조를 갖는 메시(51)로 이루어진다. The resonator 50 accommodates the electrodeless bulb 60 in the inner space, shields the external emission of electromagnetic waves along the circumferential direction of the inner space, transmits it to the electrodeless bulb 60, and the light generated from the electrodeless bulb 60. It is made of a mesh 51 having a mesh structure to transmit the outside.

메시(51)의 하단면은 공진기결합부재(41)의 외주면과 접촉되어 결합될 수 있도록 관통 형성되어 있으며, 메시(51)의 측면과 상단면의 판면에는 다수의 광투과공(51a)이 관통 형성되어 있다. The lower surface of the mesh 51 is formed to penetrate through contact with the outer circumferential surface of the resonator coupling member 41, and a plurality of light transmitting holes 51a penetrate through the plate surface of the side and the upper surface of the mesh 51. Formed.

광투과공(51a)은 육각 형상으로 형성되어 복수의 광투과공(51a)이 소정간격 상호 이격 배치되어 있으며, 메시(51)의 전면에 걸쳐서 고르게 형성되어 있다. The light transmission holes 51a are formed in a hexagonal shape, and the plurality of light transmission holes 51a are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined interval, and are evenly formed over the entire surface of the mesh 51.

공진기(50)의 횡단면은 공진기(50)의 내주면에 도달한 빛을 광투과공(51a) 측으로 반사시켜 공진기(50)의 외부로 투과시킬 수 있도록 다각형상으로 형성되어 있으며, 종단면의 길이 방향을 따라 양측에 형성되는 장방변도 마찬가지로 내주면에 도달한 빛을 광투과공(51a) 측으로 반사시켜 공진기(50)의 외부로 투과시킬 수 있도록 지그재그(zigzag) 형상으로 형성되어 있다. The cross section of the resonator 50 is formed in a polygonal shape so that light reaching the inner circumferential surface of the resonator 50 can be reflected to the light transmission hole 51a and transmitted to the outside of the resonator 50. Accordingly, the long sides formed on both sides are similarly formed in a zigzag shape so that the light reaching the inner circumferential surface is reflected toward the light transmission hole 51a and transmitted to the outside of the resonator 50.

공진기(50)의 내주면에는 고주파를 갖는 전자파의 외부 누설을 방지할 수 있도록 도전성이 높은 재질의 도전층(52)이 형성되어 있으며, 도전층(52)의 내주면에는 무전극전구(50)에서 발생된 빛의 반사가 잘 되도록 광 흡수율이 낮은 재질을 갖는 반사 코팅층(53)이 형성되어 있다. The inner circumferential surface of the resonator 50 is formed with a conductive layer 52 made of a material having high conductivity so as to prevent external leakage of electromagnetic waves having a high frequency, and generated from the electrodeless light bulb 50 on the inner circumferential surface of the conductive layer 52. The reflective coating layer 53 having a material having a low light absorptivity is formed so that the reflected light is well reflected.

한편, 무전극전구(50)는 무전극전구(50)에서 발생된 빛이 공진기(60)의 내주 면에서 반사되어 무전극전구(50) 측으로 되돌아와서 흡수되지 않도록 공진기(60)의 횡단면의 중심에서 일측으로 소정거리 치우친 위치에 배치되어 있다. On the other hand, the electrodeless bulb 50 is the center of the cross section of the resonator 60 so that the light generated from the electrodeless bulb 50 is reflected from the inner peripheral surface of the resonator 60 is returned to the electrodeless bulb 50 to be absorbed It is arranged at a position biased to one side in the.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기는, 고전압 발생부(20)에 구동 신호를 입력하면 고전압 발생부(20)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고전압을 전자파 발생부(30)에 공급하고 전자파 발생부(30)는 고전압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성한다. 이 전자파는 도파관(40)을 거쳐서 공진기(50) 내부로 방사되면서 무전극전구(60) 내에 충전된 불활성가스를 여기(exiting)시켜 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 되면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 미러(70)에 의해 전방으로 반사되거나, 도 5와 도6 에 도시한 바와 같이 공진기(50)의 내주면의 표면에서 반사되어 광투과공(51a)을 통하여 외부로 투과되어 전방을 밝히게 되는 것이다. By such a configuration, in the electrodeless lighting device having the polygonal pillar resonator according to an embodiment of the present invention, when the driving signal is input to the high voltage generator 20, the high voltage generator 20 boosts AC power. The boosted high voltage is supplied to the electromagnetic wave generator 30, and the electromagnetic wave generator 30 generates electromagnetic waves having a very high frequency while oscillating by the high voltage. The electromagnetic wave is radiated through the waveguide 40 into the resonator 50 to excite the inert gas charged in the electrodeless light bulb 60 to emit light having a unique emission spectrum as the luminescent material is continuously plasmaled. This light is reflected forward by the mirror 70 or reflected from the surface of the inner circumferential surface of the resonator 50 as shown in FIGS. 5 and 6 and transmitted to the outside through the light transmission hole 51a. It will reveal the future.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전자파 발생부에서 발진된 고주파를 갖는 전자파를 안내하는 원통 형상의 도파관과; 상기 도파관의 일측에 결합되어 전자파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하며 그 횡단면이 다각형상을 갖는 공진기와; 상기 공진기의 내부에 배치되어 빛을 발생하는 무전극전구를 구비하도록 함으로써, 마이크로웨이브의 누설을 감소시키고 무전극전구에서 발생되는 빛이 공진기의 외부로 방사되는 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, there is provided a cylindrical waveguide for guiding electromagnetic waves having high frequency oscillated by the electromagnetic wave generator; A resonator coupled to one side of the waveguide to shield an external emission of electromagnetic waves to form a resonance mode, the resonator having a polygonal cross section; By providing the electrodeless bulb which is disposed inside the resonator to generate light, there is an effect that can reduce the leakage of the microwave and improve the efficiency of the light emitted from the electrodeless bulb radiated to the outside of the resonator.

Claims (5)

전자파 발생부에서 발진된 고주파를 갖는 전자파를 안내하는 원통 형상의 도파관과;A cylindrical waveguide for guiding electromagnetic waves having a high frequency oscillated by the electromagnetic wave generator; 상기 도파관의 일측에 결합되어 전자파의 외부 방출을 차폐하여 공진모드를 형성하며 그 횡단면이 다각형상을 갖는 공진기와;A resonator coupled to one side of the waveguide to shield an external emission of electromagnetic waves to form a resonance mode, the resonator having a polygonal cross section; 상기 공진기의 내부에 배치되어 빛을 발생하는 무전극전구를 포함하는 구성되는 것을 특징으로 하는 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기.An electrodeless lighting device having a polygonal columnar resonator, characterized in that it comprises an electrodeless bulb disposed in the resonator to generate light. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공진기의 종단면의 장방변은 각각 지그재그(zigzag) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기.The long side of the longitudinal section of the resonator is an electrodeless lighting device having a polygonal pillar resonator, characterized in that each formed in a zigzag (zigzag) shape. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 공진기의 내주면에는 도전층이 형성되는 것을 특징으로 하는 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기.Electroless illumination device having a polygonal pillar resonator, characterized in that the conductive layer is formed on the inner peripheral surface of the resonator. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 도전층의 내주면에는 반사코팅층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기.Electroless illumination device having a polygonal pillar resonator, characterized in that the reflective coating layer is further formed on the inner peripheral surface of the conductive layer. 제1항 내지 제4항에 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 무전극전구는 상기 공진기의 횡단면의 중심에서 일측으로 소정거리 치우쳐서 배치되는 것을 특징으로 하는 다각기둥형 공진기를 구비한 무전극 조명기기.And the electrodeless bulb is arranged at a predetermined distance from one side of the center of the cross section of the resonator to a predetermined distance.
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