KR100477395B1

KR100477395B1 - 마이크로파 방전 무전극 전등

Info

Publication number: KR100477395B1
Application number: KR10-2002-0052656A
Authority: KR
Inventors: 정순신; 이홍식; 진윤식
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2005-03-18
Also published as: KR20040021166A

Abstract

본 발명은 공진기의 벽이 산화되거나 공진기 벽의 전기전도성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 마이크로파 방전 무전극 전등을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등은, 마이크로파 공진을 통한 전기장을 인가받아 방전을 일으키는 방전구; 방전구를 에워싸도록 설치되며, 그 벽면이 투명 혹은 반투명 전도체로 이루어지고, 마이크로파 공진을 통해 상기 방전구에 강한 전기장을 인가하는 마이크로파 공진기; 마이크로파 공진기의 하단에 설치되며, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파를 상기 마이크로파 공진기 내부로 전달하는 도파수단; 및 마이크로파 공진기의 외부에 마이크로파 공진기를 에워싸도록 설치되며, 상기 방전구로부터 발생되어 마이크로파 공진기의 벽면을 통해 방사되는 가시광을 특정 방향으로 집속시켜주는 반사경을 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 방전구를 에워싸고 있는 마이크로파 공진기의 벽면이 투명 혹은 반투명의 전도체 산화물로 되어 있어, 마이크로파 방전시 방전구로부터 발생되는 가시광에 의한 고열로 공진기 벽면이 산화되거나 전기전도성이 떨어지지 않는다. 따라서, 마이크로파 공진기의 특성이 저하되지 않고 효율이 높아지며 수명이 길어지는 등 전체적인 성능이 향상된다.

Description

마이크로파 방전 무전극 전등{Electrodeless lamp using microwave discharge}

본 발명은 마이크로파 방전 무전극 전등에 관한 것으로서, 특히 그 일부 또는 전부가 투명 혹은 반투명 전도체 벽으로 이루어진 마이크로파 공진기를 채용함으로써 공진기의 벽이 산화되거나 공진기 벽의 전기전도성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 마이크로파 방전 무전극 전등에 관한 것이다.

일반적으로, 마이크로파 방전 무전극 전등은 전도체 망으로 이루어진 마이크로파 공진기 내에 있는 방전구에서 발생하는 발광 방전이 마이크로파에 의한 무전극 여기에 의해 유지된다고 알려져 있다. 방전구에서 발생된 가시광은 마이크로파 공진기를 구성하는 전도체 망의 수많은 구멍을 통해 밖으로 방출된다.

종래 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서 마이크로파 공진기 벽의 일부 또는 전부가 전도체 망으로 만들어져 있어 마이크로파는 공진기 안에 가둬지고 가시광은 방출된다. 그러나, 가시광과 함께 발생되는 고열로 인해 전도체 망이 산화될 뿐만 아니라 전도체 망의 전기전도성이 떨어져 공진기의 특성이 나빠지고 효율이 저하된다.

본 발명은 이상과 같은 종래 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 그 일부 또는 전부가 투명 혹은 반투명 전도체 벽으로 이루어진 마이크로파 공진기를 채용함으로써 공진기의 벽이 산화되거나 공진기 벽의 전기전도성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 마이크로파 방전 무전극 전등을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등은, 마이크로파 공진을 통한 전기장을 인가받아 방전을 일으키는 방전구; 상기 방전구를 에워싸도록 설치되며, 마이크로파 공진을 통해 상기 방전구에 강한 전기장을 인가하는 마이크로파 공진기; 상기 마이크로파 공진기의 하단에 설치되며, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파를 상기 마이크로파 공진기 내부로 전달하는 도파 수단; 및 상기 마이크로파 공진기의 외부에 마이크로파 공진기를 에워싸도록 설치되며, 상기 방전구로부터 발생되어 마이크로파 공진기의 벽면을 통해 방사되는 가시광을 특정 방향으로 집속시켜주는 반사경을 구비하는 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서,

상기 방전구는 속이 빈 구체 형태로서 내부의 빈 공간에는 황(S), 브롬화인듐(InBr), 황화인듐(InS), 메탈할라이드 솔트 등의 물질이 주입되어 있고, 상기 마이크로파 공진기는 그 벽면이 투명 혹은 반투명 전도체로 이루어지고, 그 투명 혹은 반투명 전도체로 ITO(Indium Tin Oxide), TiO₂, SnO₂, In₂O₃, ZnO, CdO, CdIn₂O₄, Cd₂SnO₄, Zn₂SnO₄등과 같은 물질 중의 어느 하나가 코팅된 유리나 아크릴이 사용된점에 그 특징이 있다.

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이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등의 구조를 보여주는 것으로서, 도 1은 측단면도이고, 도 2는 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등은 방전구(110), 마이크로파 공진기(120), 도파수단 및 반사경(140)으로 크게 구성된다.

상기 방전구(110)는 마이크로파 공진을 통한 전기장을 인가받아 방전을 일으킨다. 이와 같은 방전구(110)는 속이 빈 구체 형태로서 내부의 빈 공간에는 황(S), 브롬화인듐(InBr), 황화인듐(InS), 메탈할라이드 솔트 등이 주입된다. 또한, 마이크로파의 전기장에 의해 방전구(110)가 고르게 가열되도록 방전구(110)를 고정 지지하는 방전구 지지부재(110s)에 모터 등을 설치하여 방전구(110)가 회전될 수 있도록 구성할 수도 있다.

상기 마이크로파 공진기(120)는 방전구(110)를 에워싸도록 설치되며, 그 벽면이 투명 혹은 반투명 전도체로 이루어지고, 마이크로파 공진을 통해 상기 방전구 (110)에 강한 전기장을 인가한다. 이 마이크로파 공진기(120)는 원통형, 육면체형, 다면체형 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 그 벽면을 이루는 투명 혹은 반투명 전도체로는 ITO(Indium Tin Oxide), TiO₂, SnO₂, In₂O₃, ZnO, CdO, CdIn₂O₄, Cd₂SnO₄, Zn₂SnO₄등이 코팅된 유리나 아크릴이 사용될 수 있다. 이때, 공진기의 벽면은 이 투명 혹은 반투명의 전도체 벽으로 그 일부 또는 전부가 구성될 수 있다.

상기 도파수단은 마이크로파 공진기(120)의 하단에 설치되며, 마이크로파 발생원(미도시)으로부터 발생된 마이크로파를 상기 마이크로파 공진기(120) 내부로 전달한다. 도 1 및 도 2는 이와 같은 도파수단으로서 도파관(130)이 사용된 경우를 보여주는 것으로서, 마이크로파 공진기(120)와 결합되는 쪽의 도판관(130)의 대략 단부에는 도파관(130)을 통해 전달되어져 온 마이크로파 에너지를 마이크로파 공진기(120) 내부로 전달하기 위한 결합구멍(130h)이 마련된다.

상기 반사경(140)은 마이크로파 공진기(120)의 외부에 마이크로파 공진기 (120)를 에워싸도록 설치되며, 상기 방전구(110)로부터 발생되어 마이크로파 공진기(120)의 투명 혹은 반투명의 전도체 벽을 통해 방사되는 가시광을 특정 방향으로 집속시켜준다. 이와 같은 반사경(140)은 본 실시예에서와 같이 마이크로파 공진기 (120)의 외부에 설치될 수도 있지만, 경우에 따라서는 마이크로파 공진기(120)의 내부에 설치될 수도 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파가 도파관(130)을 통해 마이크로파 공진기(120) 내부로 전달되면, 마이크로파는 외부로 방사 또는 누출되지 않고 공진기(120) 내부에서 공진을 한다. 마이크로파 공진기(120) 내의 마이크로파 주파수로 진동하는 강한 전기장은 방전구(110) 안의 저압력의 불활성 가스를 이온화 한다. 이온화된 가스는 방전구(110) 내부의 황(S), 브롬화인듐(InBr), 황화인듐(InS), 메탈할라이드 솔트 또는 이에 상응하는 다른 화합물을 가열함으로써 가시광을 발생시킨다. 발생된 가시광은 공진기의 투명 혹은 반투명 전도체 벽을 통해 외부로 방사된다. 이때, 투명 전도체막은 산화물이므로 가시광과 함께 발생된 고열에 의해 산화되지 않는다.

한편, 도 3은 이상과 같은 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등 구조에 있어서, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파 에너지를 마이크로파공진기(120)로 전달하기 위한 도파수단으로서 상기와 같은 도파관(130) 대신 동축케이블(330)을 사용한 예를 보여주는 도면이다. 이와 같이, 도파수단으로서 동축케이블(330)을 사용할 경우, 도파관(130)을 사용할 시의 결합구멍(130h)에 해당하는 기능 혹은 역할을 위해 마이크로파 공진기(120)와 결합되는 부위쪽의 동축케이블 (330)의 단부에는 결합루프(330h)가 마련된다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등은 방전구를 에워싸고 있는 마이크로파 공진기의 벽면이 투명 혹은 반투명의 전도체 산화물로 되어 있어, 마이크로파 방전시 방전구로부터 발생되는 가시광에 의한 고열로 공진기 벽면이 산화되거나 전기전도성이 떨어지지 않는다. 따라서, 마이크로파 공진기의 특성이 저하되지 않고 효율이 높아지며 수명이 길어지는 등 전체적인 성능이 향상되고, 투명 혹은 반투명 전도체를 사용하므로 외관상 다양한 형태의 전등 설계가 가능해지는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등의 구조를 개략적으로 보여주는 측단면도.

도 2는 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등의 구조를 개략적으로 보여주는 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 마이크로파 방전 무전극 전등의 다른 실시예를 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110...방전구 120...마이크로파 공진기

130...도파관 140...반사경

130h...결합구멍 110s...방전구 지지부재

330...동축케이블 330h...결합루프

Claims

마이크로파 공진을 통한 전기장을 인가받아 방전을 일으키는 방전구; 상기 방전구를 에워싸도록 설치되며, 마이크로파 공진을 통해 상기 방전구에 강한 전기장을 인가하는 마이크로파 공진기; 상기 마이크로파 공진기의 하단에 설치되며, 마이크로파 발생원으로부터 발생된 마이크로파를 상기 마이크로파 공진기 내부로 전달하는 도파 수단; 및 상기 마이크로파 공진기의 외부에 마이크로파 공진기를 에워싸도록 설치되며, 상기 방전구로부터 발생되어 마이크로파 공진기의 벽면을 통해 방사되는 가시광을 특정 방향으로 집속시켜주는 반사경을 구비하는 마이크로파 방전 무전극 전등에 있어서,

상기 방전구는 속이 빈 구체 형태로서 내부의 빈 공간에는 황(S), 브롬화인듐(InBr), 황화인듐(InS), 메탈할라이드 솔트 등의 물질이 주입되어 있고, 상기 마이크로파 공진기는 그 벽면이 투명 혹은 반투명 전도체로 이루어지고, 그 투명 혹은 반투명 전도체로 ITO(Indium Tin Oxide), TiO₂, SnO₂, In₂O₃, ZnO, CdO, CdIn₂O₄, Cd₂SnO₄, Zn₂SnO₄등과 같은 물질 중의 어느 하나가 코팅된 유리나 아크릴이 사용된 것을 특징으로 하는 마이크로파 방전 무전극 전등.
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