KR20140088077A

KR20140088077A - 강제 대류 냉각 기능이 없는 마그네트론을 포함하는 마이크로파 구동 무전극 램프

Info

Publication number: KR20140088077A
Application number: KR1020147008088A
Authority: KR
Inventors: 폴 카펜터; 앤드류 시몬 네이트
Original assignee: 세라비젼 리미티드
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2014-07-09
Also published as: IN2014CN02558A; BR112014008305A2; CN103875058B; JP2014531725A; US9159520B2; US20140246971A1; CN103875058A; WO2013050730A1; RU2014112254A; EP2764534A1; AU2012320273A1; CA2848335A1

Abstract

LUWPL 조명 기구는 주조 알루미늄으로 된 하부 투과성 클로저(202)와 열 소산 상부 부분(203)을 갖는 하우징(201)을 구비한다. 조명 기구는 현가 중심(204)를 갖는다. 하우징은 상부 플랜지(205)를 갖고, 상부 플랜지를 통해 상부 부분의 하부측 림(207)에 대해 밀봉부(206)의 개입을 통해 볼트결합된다. 림 내에서 하부 부분(208)은 실질적으로 평평하고, 마그네트론 부착 돌기(209)와 다른 부착 점들(210)을 갖는다. 마그네트론은 새들(220)에 의해 마그네트론의 양극의 부착 돌기에 고정된다. 마그네트론은 전이 박스와 도가니 지지 블록과 고정된다. 특정 부착 점들(210)에 고정된 브라켓(221)은 상부로부터 아래로 확장하고, 전이 박스에 나사고정된다. 이와 같이 LUWPL 부분들은 상부의 아래에서 견고하게 지지된다.

Description

강제 대류 냉각 기능이 없는 마그네트론을 포함하는 마이크로파 구동 무전극 램프{MICROWAVE DRIVEN ELECTRODELESS LAMP COMPRISING MAGNETRON WITHOUT FORCED CONVECTIVE COOLING}

본 발명은 광원에 관한 것이다.

본 출원인은 루슨트 도파관 전자기 파 플라즈마 광원에서 플라즈마 여기를 통해 광을 생성하는 기술을 개발하였다. 이러한 기술을 LUWPL 기술이라 한다.

LUWPL 소스를 다음을 갖는 것으로 정의한다:

- 고체 유전체의 루슨트 물질의 조립 부품으로서,

- 전자기 파, 정상적으로는 마이크로파로 여기 가능한 물질을 포함하는 폐쇄된 공간을 갖는, 루슨트 물질의 조립 부품; 및

- 패러데이 케이지로서,

- 도파관의 범위를 정하고,

- 적어도 부분적으로 루슨트이고, 그로부터의 광 방출을 위해 정상적으로 적어도 부분적으로 투명하고,

- 정상적으로 비-루슨트 클로저를 갖고,

- 조립 부품을 둘러싸는, 패러데이 케이지;

- 플라즈마 여기 전자기 파들, 정상적으로 마이크로파들을 도파관에 도입하기 위한 설비를 포함하고,

장치는, 결정된 주파수의 전자기 파들, 정상적으로 마이크로파들의 도입시, 플라즈마가 공간 내에 구축되고, 광이 패러데이 케이지를 통해 방출되는 방식이다.

소위 "LER" 특허 출원(EP2188829)에서, 다음의 사항이 기술되어 청구되었고, 허여되었다.

마이크로파 에너지에 의해 동력을 제공받는 광원으로서,

- 밀봉된 공간을 갖는 몸체로서,

- 마이크로파를 감싸 패러데이 케이지가 몸체를 둘러싸고,

- 패러데이 케이지 내의 몸체는 공진 도파관인, 몸체,

- 광 방출 플라즈마를 형성하기 위하여 마이크로파 에너지에 의해 여기 가능한 물질의, 공간 내의 충진물, 및

- 플라즈마-유도 마이크로파 에너지를 충진물에 전달하기 위하여 몸체 내에 배열된 안테나로서,

마이크로파 에너지의 소스에 결합하기 위해 몸체 밖으로 확장하는 연결부를 갖는, 안테나;를 구비하고,

- 몸체는 고체 플라즈마 도가니이고, 이러한 도가니는 그로부터 광의 여기를 위해 루슨트 물질로 이루어지고,

- 패러데이 케이지는 플라즈마 도가니로부터 광 여기를 위해 적어도 부분적으로 광 투과성이고,

장치는, 공간 내의 플라즈마로부터 광이 플라즈마 도가니를 통과하여 이로부터 케이지를 경유하여 복사할 수 있는, 방식인, 광원.

LER 특허에 사용된 것으로,

"루슨트"는, 루슨트로 기술되는 항목의 물질이 투명 또는 반투명한 것을 의미한다-이러한 의미는 또한 본 발명에 대한 본 명세서에서도 사용된다.

"플라즈마 도가니"는 플라즈마를 감싸는 밀폐된 몸체를 의미하고, 플라즈마는 공간의 충진물이 안테나로부터 마이크로파 에너지에 의해 여기될 때 공간 내에 존재한다.

LER 기술에 대한 한 가지 대안은 소위 "클램쉘"("Clam Shell")이고, 이는 국제특허출원 PCT/GB08/003811의 요지이다. 이 특허출원은 다음 사항을 기술하고 청구하여 공개되었다.

램프로서,

- 고체 유전체 물질의 루슨트 도파관으로서,

- 벌브 공동,

- 안으로 향하는 안테나, 및

- 적어도 부분적으로 광 투과 패러데이 케이지를 갖는 루슨트 도파관과,

- 마이크로파로 여기 가능한 충진물을 갖고, 벌브 공동에 수용되는, 벌브를 포함하는, 램프.

LUWPL의 조립 부품은 LER의 루슨트 도가니 내에서와 같이 (여기 가능한 물질 및 밀폐된 공간을 제외하고) 패러데이 케이지의 대향 측면들 사이에서 연속적인 고체-유전체 물질로 이루어진다. 대안적으로, 벌브 공동, 클램쉘의 "루슨트 도파관" 내의 벌브 내에서와 같이 유효하게 연속적일 수 있다. 대안적으로, 다시 국제특허출원 PCT/GB2011/001744과, 기술에서의 개선사항에 대한 아직 미공개된 다른 출원의 조립 부품들은 여기 가능한 물질의 폐쇄 공간으로부터 구별되는 차단 공간들을 포함한다.

따라서, LERs 이전에 본 기술분야의 용어들이 "도파관"으로 전기 도금한 세라믹 블록에 대한 인용을 포함하지만, 실제 LER의 루슨트 도가니가 "도파관"으로 참조되었음을 주목해야 한다. 그러나, 본 명세서에서,

- 도파관 경계를 형성하는, 감싸는 패러데이 케이지, 및

- 케이지 내에서, 케이지 내부에서 파들의 전파 방식에 영향을 미치는 고체 유전체의 루슨트 물질과 공간을 포함하는 조립 부품을

결합하여 나타내기 위하여 "도파관"을 사용한다..

국제특허출원 PCT/GB2011/000911에서 추가적으로 다음 사항이 기술되고 청구되어 공개되었다.

마이크로파 에너지에 의해 동력을 공급받는 광원으로서,

- 고체 플라즈마 도가니로서, 그로부터 광의 방출을 위해 루슨트 물질로 이루어지고, 그 내부에 밀봉된 공간을 갖는, 고체 플라즈마 도가니,

- 플라즈마 도가니를 둘러싸는 패러데이 케이지로서, 파이크로파를 밀봉하면서 플라즈마 도가니로부터의 광 방출을 위해 적어도 부분적으로 광 투과성인, 패러데이 케이지,

- 그 안에 광 방출 플라즈마를 형성하기 위하여 마이크로파 에너지에 의해 여기 가능한 물질의, 공간 내의 충진물, 및

- 플라즈마 유도 마이크로파 에너지를 충진물에 전달하기 위하여 플라즈마 도가니 내에 배열된 안테나로서,

- 마이크로파 에너지 소스에 결합하기 위해 플라즈마 도가니 밖으로 확장하는 연결부를 갖는, 안테나를 구비하는 광원에 있어서,

- 밀봉된 공간 내에서 광 방출 플라즈마의 여기를 위해 루슨트 도가니와 패러데이 케이지 내에서 공진을 여기하는 주파수의 마이크로파 소스, 및

- 생성기로부터 마이크로파들을 안테나에 결합하기 위한 도파관으로서,

- 실질적으로 2 이상의 반파장 길이이고,

- 생성기로부터의 도파관 입력은 도파관의 입력 단부에 인접하여 위치되고,

- 안테나 연결부에 대한 도파된 출력은 도파관의 출력 단부 근체 위치하는, 도파관을

포함하는 것을 특징으로 하는, 광원.

본 명세서에서 생성기에서-안테나까지의 도파관을 "전이 도파관"으로 칭한다.

국제특허출원 PCT/GB2010/001518에서 다음 사항을 기술하여 청구하였다.

조명 기구로서,

- 고주파수(HF) 전력에 의해 동력을 공급받는 플라즈마 광원;

- 물리적인 구조를 갖는 HF 전원으로서,

- 광원과 HF-전원의 물리적인 구조는 하나의 조립체로서 함께 연결되는, HF 전원;

- HF 전원을 위한 하우징으로서, 상기 조립체와 상기 하우징은 함께 고정되고, 상기 하우징은,

- 구멍으로서, 상기 조립체가 냉각 공기 흐름 유격을 갖고 구멍을 통과하여 확장하는, 구멍, 및

- HF 전원의 냉각을 위해 공기를 안(또는 밖)으로, 그리고 구멍을 경유하여 밖(또는 안)으로 광원을 지나가는 경로를 빠져나가는, 하우징 내의 개구부에 배열된 냉각 공기 팬을 구비하는, 하우징; 및

- 구멍에서 하우징에 고정된 광원으로부터의 광을 적어도 실질적으로 시준하기 위한 반사기로서, 자신의 구멍을 갖고, 그 구멍을 통해 상기 조립체가 확장하고, 광원은 반사기 내에 배열되는, 반사기;를

구비하는 조명 기구.

이것은 LUWPL을 정의하기 전에 입안되었다. 이러한 조명 기구를 "제 1 조명 기구"라 칭한다. 이는 LER LUWPL을 포함하도록 의도되었다.

본 발명의 중심인 마그네트론을 위한 구동 회로에 대한 특허가 또한 출원되었다. 세부사항은 본 발명에 대해 중요하지 않지만, 이들 회로 출원들 중 기본적인 출원은 국제특허출원 PCT/GB2011/000920이고, 이는 다음 사항을 기술하고 청구하여, 공개되었다.

마그네트론을 위한 전원으로서,

- DC 전압원;

- DC 전원원의 출력 전압을 상승시키기 위한 컨버터로서,

- 용량성-유도성 공진 회로,

- 공진 회로의 공진 주파수보다 높은 가변 주파수에서 공진 회로를 구동하도록 적응된 스위칭 회로로서, 가변 주파수는 교류 전압을 제공하기 위한 제어 신호 입력에 의해 제어되는, 스위칭 회로,

- 교류 전압을 상승시키기 위해 공진 회로에 연결된 트랜스포머,

- 상승된 교류 전압을 마그네트론에 인가를 위한 상승된 DC 전압으로 정류하기 위한 정류기를 구비하는, 컨버터;

- 상기 컨버터를 통과하는 DC 전압원으로부터의 전류를 측정하는 수단;

- 마그네트론의 원하는 출력 전압을 나타내는 제어 신호를 생성하도록 프로그램된 마이크로프로세서; 및

- 피드백 루프 내에 배열되어, 전류 측정 수단으로부터의 신호와 마그네트론의 전력을 원하는 전력으로 제어하기 위한 마이크로프로세서로부터의 신호의 비교에 따라 제어 신호를 컨버터 스위칭 회로에 인가하도록 적응된, 집적 회로;를 포함하는, 마그네트론을 위한 전원.

LUWPL 기술이 그 동작시 소비되는 전기의 와트당 생성된 광의 루멘에 관해 일반적으로 효율적이지만, 여전히 구성요소들의 과열을 회피하기 위하여, 소산되어야 하는 상당한 와트의 열을 낭비한다. 마그네트론은 특히 과열되기 쉽고, 자석들이 과열될 경우 마이크로파 생성 효율을 크게 악화시킨다.

동일하게, LUWPL 기술을 사용하는 램프들에서 가능한 경우 냉각 팬들의 사용을 회피하는 것을 추구하였다.

특히 전자렌지에서 사용되는 종래의 마그네트론들은 마그네트론의 양극에 부착된 일련의 냉각 핀들을 통과하는 강제 공기 흐름에 의해 냉각된다. 원격 소산을 위해 양극으로부터 열을 전달하는 제안이 인식된다. 이러한 제안은 유럽특허출원 제1,355,340에서 찾아 볼 수 있고, 이의 요약서는 다음과 같다.

내부에 형성된 공진 공간과 거기에 고정된 음극을 갖는 원통형 양극(11), 양극(11)의 상부 및 하부 측면들에 고정된 자석들(12a, 12b), 폐루프 회로를 형성하기 위하여 양극(11)과 자석들(12a, 12b) 외부에 부착된 요크(1), 및 양극(11)으로부터 열 방출 경로를 형성하기 위한 주 냉각 디바이스와 자석(12b)으로부터 직접 또는 간접적으로 열 방출 경로를 형성하기 위한 보조 냉각 디바이스(60)을 포함하는 냉각 디바이스들을 포함하는 마그네트론으로서, 주 냉각 디바이스는 양극(11)의 외측 표면에 인접하여 고정된 한 단부와 요크(1)에 전달되어 외부 공기에 노출된 다른 단부를 갖는 양극 열 전도체(50)이고, 보조 냉각 디바이스는 자석(12b)의 외측 표면에 인접하여 부착된 자석 열 전도체(60)을 포함하고, 자석 열 전도체(60)는 마그네트론의 외측 케이스(41), 또는 요크 플레이트의 외측 표면에 인접하여 부착된 요크 열 전도체(70)와 접촉하는 한 측면을 갖고, 요크 열 전도체(70)은 마그네트론의 외측 케이스(41)에 접촉하는 한 측면을 갖는, 마그네트론.

본 발명의 목적은 강제 대류 냉각 기능이 없는 LUWPL을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 지지부에 의해 지지될 루슨트 도파관 플라즈마 광원이 제공되고, 이러한 광원은,

- 고체 유전체의 루슨트 물질의 조립 부품으로서,

- 전자기 파, 정상적으로는 마이크로파로 여기 가능한 물질을 포함하는 폐쇄된 공간을 갖는 루슨트 물질의 조립 부품; 및

- 패러데이 케이지로서,

- 도파관의 범위를 정하고,

- 적어도 부분적으로 루슨트이고, 그로부터의 광 방출에 대해 정상적으로 적어도 부분적으로 투명하고,

- 정상적으로 비-루슨트 클로저를 갖고,

- 조립 부품을 둘러싸는, 패러데이 케이지;

이러한 장치는, 결정된 주파수의 전자기 파들의 도입시, 플라즈마가 공간 내에 구축되고, 광이 패러데이 케이지를 통해 방출되는 방식이고,

상기 설비는,

- 플라즈마 여기 마이크로파들을 패러데이 케이지에 의해 루슨트 몸체 내에서 경계가 정해지는 공간-포함-도파관으로 도입하는 전이 도파관, 및

- 조립 부품과 패러데이 케이지에 의해 형성된 루슨트 도파관 내의 공간에서 광 방출 플라즈마를 여기시키기 위한 마이크로파들을 생성하는 마그네트론을 포함하고,

- 마그네트론으로부터의 열을 주변 대기로 소산시키기 위한 핀형 열 소산 부재 및

- 열 소산 부재를 마그네트론의 양극 및/또는 자석들에 열전도 가능하게 고정하기 위한, 소산 부재 상의 수단이 제공되고,

- 열 소산 부재는 마그네트론, 전이 도파관 및 루슨트 조립 부품을 지지부에 지지 가능하게 연결하고,

이에 의해, 핀들은 지지-및-소산 부재인 상기 부재를 통과하는 열 소산, 대류 공기 구멍을 한정하는,

루슨트 도파관 플라즈마 광원.

열 소산 부재를 마그네트론의 양극 및/또는 자석들에 열전도 가능하게 고정하기 위한, 소산 부재 상의 수단이 열 파이프들을 포함할 수 있음이 고려될 수 있고, 수단이 전체적으로 2개의 부분들, 즉 지지-및-소산 부재와 일체형으로 형성된 한 부분과, 양극/자석들 주위에 고정되는 다른 부분을 갖는 클램프로 이루어지는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 2개의 부분들은 양극과 상보적으로 형성되고, 클램프 나사들에 의해 양극 상에 함께 고정된다.

열 소산 지지 구조가 전체적으로 클램프를 통해 마이크로파 안내 구조를 지지할 수 있음이 고려된다. 그러나, 바람직한 실시예에서와 같이, 2개의 구조들의 추가적인 직접 부착이 또한 제공될 수 있다. 이는 브라켓의 개입을 통해 이루어질 수 있다. 양극/자석들로부터 열 전도가 덜 실제적인 전도체에 의한 경우, 추가적인 부착 수단이 필수적이다. 추가적인 부착이 간접적일 수 있음이, 즉 열 소산 구조에 부착된 광원의 커버 또는 케이싱과 같은 중간 부재를 통해, 가능하게는 브라켓의 개입을 통해 마이크로파 가이드 구조를 중간부재에 부착되게 하는 것이 또한 고려될 수 있다.

아래에 기술된 제 1의 바람직한 실시예에 있어서, 지지 구조 내의 핀들은 일반적으로 별도의 지지 부재로부터 동일한 방향으로 확장한다. 이와 같이, 이들은 실제로 마이크로파 안내 구조를 지지하고, 핀들의 바람직한 실시예에서와 같이 핀들의 일부 또는 모두가 별도의 지지 부재로부터 마이크로파 안내 구조로 확장한다. 다시 바람직한 실시예에서와 같이, 마이크로파 안내 구조로부터 떨어진 핀들의 단부들은 별도의 지지 부재에 고정을 위해 함께 연결된다.

핀들이 중앙 허브로부터 확장하는 제 2 실시예에 있어서, 마그네트론에 고정된 광원은 허브 상의 현가 지점으로부터 현가될 수 있다. 대안적으로, 광원은 핀들의 원위단부들에 부착된 하나 이상의 현가 지점들에 의해 현가될 수 있다. 제 2 바람직한 실시예에 있어서, 이들은 그들의 주조물의 림 내에서 함께 일체형으로 연결되고, 림은 대류 공기 흐름을 허용하기 위하여 적합하게 구멍이 뚫린 외측 커버에 연결된다. 대안적으로 다른 핀들의 원위단부들은 그들의 주조물 내에서 서로로부터 주위에서 자유로울 수 있지만, 케이싱 내에서 고정된다. 이들 경우들 모두에서, 광원은 케이싱 내의 상부 지점으로부터 현가될 수 있다.

일부 세부사항들이 April 2012 Lighting Magazine(www.lighting.co.uk)에 개시된 제 3 실시예에 있어서, 지지-및-소산 부재는 일반적으로 플레이트 형태이고, 그 핀들은 상부 측으로부터 확장하고, 고정 수단은 하부 측에 존재한다. 전이 도파관과 마그네트론을 위한 봉입물은 공간 내의 플라즈마로부터의 광을 반사시키기 위한 반사기를 지지한다.

핀들은 열 소산을 위한 표면적을 증가시키기 위하여 굴곡진 것이 바람직하다. 더욱이, 이들은 바람직하게 고정 수단 위의 "중앙" 돌기로부터 방사상 퍼진다. 마그네트론이 광원의 중앙 광 축으로부터 정상적으로 옵셋될 것이기 때문에, 고정 수단 및 "중앙" 돌기는 동일하게 옵셋될 것이다. 그럼에도 불구하고, 돌기는 광 축 상의 현가 지점을 제공하기에 충분히 넓을 수 있다.

정상적으로 조명 기구는, 열 소산 부재 상의 지지 지점으로부터 지지되거나 열 소산 부재에 부착된 상태로, 핀들이 열 소산 부재로부터 위로 확장하는 상태에서, 위로부터 현가될 것이다. 편리하게 이들은 돌기로부터 직선 또는 굴곡진 방식으로 방사상 퍼진다. 돌기는 바람직하게 경량을 위해 속이 비워진다. 또한, 마그네트론 양극 및/또는 자석들이 조명 기구의 중앙 축과 편심인 바람직한 실시예에 있어서, 돌기는 열 전도성 부착물 위에 배치된다.

제 1 조명 기구와 대조적으로, 반사기를 위한 봉입물을 제공하는 것이 선호되고, 반사기는 봉입물의 바닥 림에서 지지되고, 플라즈마 공간을 갖는 조립 부품을 향해 위로 확장한다.

본 발명의 이해를 돕기 위하여, 본 발명의 특정 실시예가 이제 예를 통해 그리고 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 루슨트 도파관 플라즈마 광원의 사시도.
도 2는 전면 상부와 바닥 커버들이 제거된 도 1과 유사한 LUWPL의 도면.
도 3은 도 1의 LUWPL의 반대 측면도.
도 4는 LUWPL의 평면도.
도 5는 LUWPL의 저면도.
도 6은 LUWPL의 도 3의 저면 사시도.
도 7은 반사기를 더 상세한 스케일로 도시하는, LUWPL의 도 6의 각도로부터 중앙 수직 단면도.
도 8은 LUWPL의 마이크로파 안내 구조를 통한 동일 평면 상의 단면도.
도 9는 더 근접한 평면상의 도 8의 것과 유사한 단면도.
도 10은 다른 평면상의 도 8의 것과 유사한 단면도.
도 11은 본 발명에 따라 제 2의 LWMPLS의 측면도.
도 12는 도 11의 LWMPLS의 마이크로파 안내 구조와 열 소산 지지 구조의 유사한 측면도.
도 13은 특허출원 제1117409.1호의 출원일과 본 발명의 출원일 중간에 조명 잡지에 공개된 페이지의 복사본.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예의 LER LUWPL 조명 기구의 측면도.
도 15는 도 2의 조명 기구의 측면도에 대응하는 중앙 단면도.
도 16은 도 2의 조명 기구의 열 소산 상부의 평면도.

첨부 도면들 중 도 1 내지 도 10을 먼저 참조하면, 루슨트 도파관 플라즈마 광원은 램프 전주(1) 상에서 지지되는, 가로등으로 구성된다. LUWPL은 45°로 기울어진 면(3)을 제공하는 램프 전주 어댑터(2)를 구비한다. 미도시 대안에서, 어댑터는 또한 45°면을 제공하는 벽 브라켓으로 대체될 수 있다. 열 소산 지지 구조(4)는 상보적으로 기울어진 면(5)을 갖는다. 어댑터(2)와 구조(4)는 이들 45°면들이 접합하는 상태로 함께 볼트고정된다.

구조(4)는 돌기(6)를 갖는 일체형 알루미늄 주조물이고, 돌기(6)는 기울어진 면(5), 일련의 실질적으로 수직 배향된 핀들(7) 및 허브(8)를 제공한다. 핀들은 허브로부터 플랜지까지의 범위에서 함께 닫히고, 또한 높이에서 경사진다. 이들 내에서, 핀들은 도 3에서 공기흐름 화살표들로 표시된, 수직으로 확장하는 대류 공기 구멍(9)을 한정한다.

허브(8)에서, 핀들의 윤곽은 상부 커버(10)와 투명 렌즈(12)가 제공된 하부 커버(11)까지 지속된다. 커버들은 밀봉재의 개입을 통해 허브에 함께 볼트결합된다.

커버들 내에, 전이 도파관(22)과 고정된 마그네트론(21), 및 LER(23)을 포함하는 마이크로파 가이드 구조(20)가 배열된다. LER(23)은 패러데이 케이지(25) 내에서 루슨트 도가니(24)로 이루어지고, 패러데이 케이지(25)는 도가니를 밀접하여 둘러싸고, 이에 의해 도가니는 공진 도파관을 제공한다. 중앙에는 여기 가능한 물질을 포함하는 공간(26)을 갖는다. 알루미늄 캐리어(27)은 전이부와 고정되고, 전이부로부터 확장한다. 패러데이 케이지는 캐리어에 고정되어, 도가니를 캐리어에 고정시킨다. 캐리어의 중앙에는 안테나(28)가 전이부 내로부터 도가니 안으로 확장한다. 인식되는 바와 같이, 마이크로파 안내 구조는 전체적으로 점착제이고, 이를 통해 구성요소들은 조정된 마이크로파 동작의 구조적 무결성 및 유지보수를 위해 함께 견고하게 고정된다.

이와 같은 마그네트론은 양극 구조(29)를 갖고, 양극 구조상에서 두 개의 순환 원통형 자석들(30)이 장착된다.

허브(8)는 일체형으로 주조된 돌기(31)를 갖고, 돌기는 양극 구조의 반원형 절단부와 방사상 상보형 부분을 갖도록 기계가공된 반원형 절단부(32)를 갖는다. 캡(33)은 유사하게 기계가공되고, 나사(34)에 의해 돌기에 고정되어, 열 전도성 접촉부 내에서 양극 구조를 미려하게 한다. 편향의 가능성을 제거하기 위하여, 브라켓(35)은 허브에, 그리고 전이부의 마그네트론 지지부(36)에 고정되고, 이를 통해 마그네트론이 고정된다.

마그네트론을 위한 구동 회로(37)은 마그네트론과 전이부를 따라 배열된다. 회로에 대한 전력은 특정 핀들 사이의 공기 구멍(9) 내의 웹들(38)을 따라 이어지는 미도시 케이블들을 통해 제공되고, 이러한 케이블들은 이들 핀 내의 노치들(39)을 통과한다.

사용시, 회로는 마그네트론에 전력을 공급하여, 루슨트 도가니에 전달되는 마이크로파들을 생성하고, 공간 내에서 광 방출 플라즈마를 여기시킨다. 광은 패러데이 케이지를 통해 반사기(40)로 복사되고, 이후 렌즈(12)를 통해 아래로 복사된다. 프로세스 도중에 양극은 가열된다. 돌기(31)와 허브(8)는 핀들(7)에 대한 짧은 전도 경로를 제공한다. 핀들은 대류 공기 구멍(9) 내에서 열을 대류적으로 공기에 방출한다. 핀들의 수, 높이 및 표면적은 광원의 전력에 부합된다. 250W가 마그네트론에 인가되는 250W 광원에 대해, 대략 240×160×10 mm의 13개의 핀들에 더하여 두 개의 더 두꺼운 에지 핀들을 제공한다.

반사기는 LER의 양 측상에서 동일하게 광을 분산시키기 위하여 LER을 통해 단면적으로 대칭이다. 그러나, 길이 방향의 단면에서는 비대칭이고, 전이부에 인접한 부분은 실질적으로 수직으로 배열된다. 이것은, LUWPL이 지지되는 기둥으로부터 광이 멀어지게 향하는 동안, 광이 기둥에 또는 기둥 뒤로 향하지 않은 것을 규정한다.

이제 도 11 및 도 12를 참조하면, 케이싱(103)의 상부에 고정된 케이블(102)로부터 현가되는 제 2 LUWPL(101)이 도시되고, 케이싱(103) 아래에는 반사기(104)가 배치된다. 반사기의 초점에서 공간을 갖는 LER(105)은 케이싱 내에서 지지된다. LER은 제 1 실시예에서와 같이 전이 도파관(107)과 마그네트론(108)을 포함하는 마이크로파 안내 구조(106)의 부분이다.

케이싱의 중앙에 배치되는 것은 열 소산 지지 주조물(109)이다. 이는 마그네트론 양극(111)이 고정되는(112) 중앙 허브(110)를 갖는다. 추가적인 지지 브라켓(113)은 허브로부터 전이 도파관(107)에 제공된다. 일련의 핀들(114)은 허브로부터 방사상으로 퍼지고, 케이싱의 상부 부분(115)과 하부 부분(116)의 결합부까지 확장된다. 이들은 나사(117)로 함께 고정되고, 밀봉 스트립(118)은 핀들의 팁들(119)에서의 부분들 사이의 간극을 밀폐시킨다. 따라서, 핀들을 위로 통과하는 대류 공기 구멍이 존재한다. 하부 부분은 공기 입구 구멍(120)을 갖고, 상부 부분은 공기 출구 구멍(121)을 갖는다.

따라서 다음 사항들을 통해 LER의 지지부를 볼 수 있다.

1. 케이블(102),

2. 케이싱(103),

3. 열 소산기의 핀들(114) 및 허브(110), 및

4. 열 소산기에 고정되는 전이 도파관(107).

도면들 중 도 13 내지 도 16을 참조하면, LUWPL 조명 기구는 주조 알루미늄으로 된 하부 투과 클로저(202)와 열 소산 상부(203)을 갖는 하우징(201)을 구비한다. 이것은 현가 중심(204)을 갖는다. (도면들에서 도시된 슬롯들(201')은 밀봉될 조명 기구의 제작 형태로 제공되지 않을 것이다.)

하우징은 상부 플랜지(205)를 구비하고, 이러한 플랜지를 통해 밀봉부(206)의 개입으로 상부의 하부 림(207)에 볼트결합된다. 림 내에서 하부(208) 실질적으로 평평하고, 마그네트론 부착 돌기(209)와 다른 부착 점들(210)을 갖는다.

다음의 LUWPL 부분들은 하우징, 클로저 및 상부에 의해 형성된 인클로저 내에 장착된다. 가장 아래부분은 밀폐된 플라즈마 공간(212)을 갖는 순환 원통형 수정 조립 부품/LER 루슨트 도가니(211)이다. 이것은 그 측면과 하부 면에서 패러데이 케이지(214)에 의해 둘러싸이고, 알루미늄 블록(215) 아래에 장착된다. 안테나(216)는 공기 도파관 전이부(217)로부터 블록을 통과하고, 도가니 내에서 공간(212)의 한 측으로 종결된다. 전이부는 알루미늄 박스이고, 그 안으로 마그네트론(219)의 출력부(218)가 확장된다. 마그네트론, 전이부 박스 및 도가니 지지 블록은 모두 서로 고정된다. 마그네트론은 새들(220)에 의해 마그네트론의 양극의 부착 돌기(209)에 고정됨으로써 지지되고, 마그네트론의 양극은 보다 더 전형적인 장치에서 마그네트론 냉각을 위해 냉각 핀들에 의해 둘러싸일 것이고, 이러한 핀들은 본 발명에는 없다. 특정 부착 점들(210)에 고정된 브라켓(221)은 상부로부터 아래로 확장하고, 전이 박스에 나사고정된다. 이와 같이 LUWPL 부분들은 상부의 아래에서 견고하게 지지된다. 전원 회로(222)는 다른 부착 점들에 고정된다.

LER LUWPL의 완전한 동작 세부사항들은 본 발명의 부분이 아니다. 이에 관해 흥미 있는 독자는 다른 특허들을 참조할 수 있다.

돌기(209)로부터 상부(203), 특히 현가 중심(204)이 고정되는 허브(223)로, 그리고 이와 일체형으로 주조된 핀들(224)로의 열 전도를 증가시키기 위하여, 돌기는 그 측면들로부터 상부의 하부로 안내하는 분명한 곡률 반경(225)을 갖는다.

열 소산을 위해 표면적을 증가시키기 위하여, 핀들(224)은 도 16에 도시된 바와 같이 평면도에서 보았을 때 바람직하게 굴곡진다. 이들은 도 15에 도시된 바와 같이 돌기(209) 위에 위치된 "중앙" 허브(223)로부터 방사상 퍼진다. 마그네트론이 광원의 중앙 광 축으로부터 정상적으로 옵셋될 것이기 때문에, 마그네트론 고정 돌기(209)와 "중앙" 허브(223)은 동일하게 옵셋될 것이다. 그럼에도 불구하고, 돌기는, 수직으로 아래를 가르키도록 균형을 이루는 조명 기구의 광 축/중앙 축 상에 현가 중심(204)이 놓이는 것을 규정하기 위하여 충분히 넓을 수 있다. 무게 절약을 위하여 허브는 내부가 비워져, 중앙 공간들(224)을 갖는다.

사용시, 마그네트론은 가열되어, 대류를 통해 열 소산기(203)를 가열시킨다. 열 흐름은 돌기(209)로부터, 소산기의 하부(208)를 갖는 플레이트(227)로, 그리고 그 허브(223)로 이어진다. 이후, 열은 핀들(224)로 흐른다. 이들은 위 방향의 하우징 밖으로 그리고 슬롯들의 방사상 단부들에서 공기 구멍으로 흐르는 공기를 냉각시키기 위한 가열 소산 대류 공기 구멍(228)을 제공한다. 슬롯들 사이의 공기 구멍에서, 공기는 가열된다. 이후 공기는 그 위에서 밖으로 흐른다. 공기 흐름은 예시적인 화살표(229)로 도시된다.

공기가 조명 기구를 통해 흐르고, 팬에 의해 마그네트론 양극 핀들을 경유하여 빠져나가는 제 1 조명 기구와 대조적으로, 투과 클로저(202)가 조명 기구를 밀폐한다. 어떠한 공기도 이를 통해 흐를 수 없고, 또한 액체나 습기도 들어갈 수 없다. 클로저(202)와 하우징(201) 사이의 기밀성을 제공하기 위하여, 지지부 몰딩(228)이 제공된다. 투과 클로저(202)를 지지하는 것 외에, 루슨트 도가니로부터 옆으로 복사되는 광을 수집하여 조명 빔으로서 아래로 향하게 하는 반사기(230)를 지지한다.

본 발명은 위에서 기술한 실시예들의 세부사항들로 제한하려는 것은 아니다. 예컨대, 도 1 내지 도 12를 참조하면, 구조(4)에 대한 브라켓(35)은 상부 커버(10)로부터 전이부의 서스펜더로 대체될 수 있다.

Claims

지지부에 의해 지지될 루슨트 도파관 플라즈마 광원으로서,
- 고체 유전체의 루슨트 물질의 조립 부품으로서,
- 전자기 파, 정상적으로는 마이크로파로 여기 가능한 물질을 포함하는 폐쇄된 공간을 갖는 루슨트 물질의 조립 부품; 및
- 패러데이 케이지로서,
- 도파관의 범위를 정하고,
- 적어도 부분적으로 루슨트이고, 그로부터의 광 방출에 대해 정상적으로 적어도 부분적으로 투명하고,
- 정상적으로 비-루슨트 클로저를 갖고, 및
- 상기 조립 부품을 감싸는, 패러데이 케이지;
- 플라즈마 여기 전자기 파들, 정상적으로 마이크로파들을 상기 도파관에 도입하기 위한 설비를 포함하고,
이러한 장치는, 결정된 주파수의 전자기 파들의 도입시, 플라즈마가 상기 공간 내에 구축되고, 광이 상기 패러데이 케이지를 통해 방출되는 방식이고,
상기 설비는,
- 플라즈마 여기 마이크로파들을 상기 패러데이 케이지에 의해 루슨트 몸체 내에서 경계가 정해지는 상기 공간-포함-도파관으로 도입하는 전이 도파관, 및
- 상기 조립 부품과 상기 패러데이 케이지에 의해 형성된 상기 루슨트 도파관 내의 공간에서 광 방출 플라즈마를 여기시키기 위한 마이크로파들을 생성하는 마그네트론을 포함하고,
- 상기 마그네트론으로부터의 열을 주변 대기로 소산시키기 위한 핀형 열 소산 부재 및
- 상기 열 소산 부재를 상기 마그네트론의 양극 및/또는 자석들에 열전도 가능하게 고정하기 위한, 소산 부재 상의 수단이 제공되고,
- 열 소산 부재는 마그네트론, 전이 도파관 및 상기 루슨트 조립 부품을 지지부에 지지 가능하게 연결하고,
이에 의해, 상기 핀들은 지지-및-소산 부재인 상기 부재를 통과하는 열 소산, 대류 공기 구멍을 한정하는,
루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 1항에 있어서,
클램핑 수단은, 2개의 부분들, 즉 상기 지지-및-소산 부재와 일체형으로 형성된 한 부분과, 상기 마그네트론의 양극/자석들 주위에 고정되는 다른 부분으로 이루어지는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 2항에 있어서,
상기 클램핑 수단의 상기 2개의 부분들은 상기 양극과 상보적으로 형성되고, 클램프 나사들에 의해 상기 양극 상에 함께 고정되는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지-및-소산 부재는 전체적으로 상기 클램핑 수단을 통해 상기 마그네트론, 전이 도파관, 및 상기 루슨트 조립 부품에 지지가능하게 연결되는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 4항에 있어서,
상기 핀들은 지지부에 대해 상기 마그네트론, 전이 도파관, 및 상기 루슨트 조립 부품을 위한 지지 연결부의 부분을 형성하는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지-및-소산 부재는 상기 클램핑 수단과는 별도의 부착 수단을 통해 상기 마그네트론, 전이 도파관, 및 상기 루슨트 조립 부품에 지지 가능하게 연결되는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 6항에 있어서,
상기 부착 수단은 브라켓인, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 핀들은 굴곡진, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 핀들은 직선형인, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클램핑 수단으로부터 떨어져 있는 상기 핀들의 단부들은 상기 지지부에 고정을 위해 함께 연결되는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지-및-소산 부재는 중앙 돌기를 포함하고, 상기 핀들은 상기 중앙 돌기로부터 방사상 퍼지는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 11항에 있어서,
상기 핀들은 일반적으로 상기 돌기로부터 동일한 방향으로 방사상 퍼지는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 12항 또는 제 13항에 있어서,
상기 중앙 돌기는 속이 비워지는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌기는 상기 열 전도성 부착물 바로 위에 배치되는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 11항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
사기 돌기는 상기 루슨트 도파관 플라즈마 광원의 광 축 위에서 확장하고, 상기 돌기는 상기 광 축 상의 상기 루슨트 도파관 플라즈마 광원을 위한 현가 점을 구비하는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지-및-소산 부재는 일반적으로 플레이트 형태이고, 상부 측으로부터 확장하는 핀들과, 그 하부측 상에 있는 클램핑 수단을 구비하는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.
제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전이 도파관과 상기 마그네트론을 위한 인클로저를 포함하고, 상기 인클로저는 상기 공간 내의 상기 플라즈마로부터의 광을 반사시키기 위한 반사기를 지지하도록 배치되는, 루슨트 도파관 플라즈마 광원.