KR100724467B1 - 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은무전극전구 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구에 관한 것으로서, 전자파 발생부에서 발생된 전자파를 안내하는 도파관과; 상기 도파관의 일측면에 고정 결합되어 안내된 전자파의 외부 방출을 차폐하는 공진기와; 상기 공진기가 고정 결합된 상기 도파관의 일측면에 상기 도파관의 높이 방향을 따라 돌출 구비된 고정부와, 상기 고정부의 단부에 고정 결합되어 빛을 발생시키는 발광부로 구성되는 무수은 무전극전구를; 포함하여 구성되는 무전극 조명기기에 있어서, 상기 무수은 무전극전구의 외면에는 상기 무수은 무전극전구의 초기 방전을 가속화시킬 수 있는 방전유도물질이 구비됨을 특징으로 한다. 이에 의해, 무전극 조명기기의 구동시에 무수은 무전극전구의 초기 점등성을 향상시킬 수 있는 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구가 제공된다.

Description

방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구{BULB NOT INCLUDING MERCURY OF PLASMA LIGHTING SYSTEM HAVING DISCHARGE GUIDANCE MATERIAL}

도 1은 종래의 무전극 조명기기의 구조를 도시한 측단면도,

도 2는 도 1의 무수은 무전극전구의 구조를 도시한 측단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구의 구조를 도시한 측단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구의 구조를 도시한 측단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 케이싱 20 : 고전압발생부

30 : 전자파발생부 40 : 도파관

50 : 공진기 60 : 무전극전구

61 : 발광부 62 : 고정부

63 : 삽입공간 64 : 방전유도물질

본 발명은, 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무전극 조명기기의 구동시에 무수은 무전극전구의 초기 점등성을 향상시킬 수 있는 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구에 관한 것이다.

도 1은 종래의 무전극 조명기기의 구조를 도시한 측단면도이고, 도 2는 도 1의 무전극전구의 구조를 도시한 측단면도이다.

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.

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.

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.

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.

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.

발광부(61)는 케이싱(10)의 내측에 설치되고 고정부(62)는 도파관(40)의 중심부를 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.

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 아르곤 가스, 크립톤 가스 등의 불활성가스와, 수은과 같이 초기방전을 도와 점등을 용이하게 하거나 발생되는 빛의 스펙트럼 등을 조절하기 위한 방전촉매물질로 이루어진다.

도면중 미설명 부호인 20은 고전압 발생부, 80은 반사갓, 100은 냉각팬, 110은 상기 냉각팬을 회전시키는 제2구동모터, 120은 에어덕트이다.

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 무수은 무전극전구(60) 내에 충전된 불활성가스를 여기(exiting)시켜 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 되면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 미러(70)와 반사갓(80)에 의해 전방으로 반사되면서 공간을 밝히는 것이다.

그러데 이러한 종래의 무전극 조명기기에 있어서는, 소량의 수은을 무전극전구(60)에 투입하여 수은의 높은 증기압을 이용하여 무전극전구(60)의 초기 점등을 유도하게 되는데 근래에 요구되는 친환경적인 추세로 인하여 수은이 투입되지 않은 무수은 무전극전구의 경우에는 내부 방전의 초기 시작이 외부에서 인가되는 전계의 강도에 크게 영향을 받게 되는데, 인가되는 전계 강도가 불균일할 경우에 방전의 불량이 발생할 가능성이 높다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 무전극 조명기기의 구동시에 무수은 무전극전구의 초기 점등성을 향상시킬 수 있는 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 전자파 발생부에서 발생된 전자파를 안내하는 도파관과; 상기 도파관의 일측면에 고정 결합되어 안내된 전자파의 외부 방출을 차폐하는 공진기와; 상기 공진기가 고정 결합된 상기 도파관의 일측면에 상기 도파관의 높이 방향을 따라 돌출 구비된 고정부와, 상기 고정부의 단부에 고정 결합되어 빛을 발생시키는 발광부로 구성되는 무수은 무전극전구를; 포함하여 구성되는 무전극 조명기기에 있어서, 상기 무수은 무전극전구의 외면에는 상기 무수은 무전극전구의 초기 방전을 가속화시킬 수 있는 방전유도물질이 구비됨을 특징으로 하는 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구에 의해 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구의 구조를 도시한 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구의 구조를 도시한 측단면도이다.

다만, 무전극 조명기기의 전체적인 구성에 대해서는 도 1을 참고하여 설명하기로 한다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구는, 전자파 발생부(30)에서 발생된 전자파를 안내하는 도파관(40)과, 도파관(40)의 일측면에 고정 결합되어 안내된 전자파의 외부 방출을 차폐하는 공진기(50)와, 공진기(50)가 고정 결합된 도파관(40)의 일측면에 도파관(40)의 높이 방향을 따라 돌출 구비된 고정부(62)와, 고정부(62)의 단부에 고정 결합되어 빛을 발생시키는 발광부(61)로 구성되는 무수은 무전극전구 (60)를 포함하여 구성되는 무전극 조명기기에 있어서, 무수은 무전극전구(60)는 무수은 무전극전구(60)의 초기 방전을 가속화시킬 수 있는 방전유도물질(64)을 포함하여 구성되어 있다.

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.

공진기(50)는 무수은 무전극전구(60)를 내부공간에 수용하고 상기 내부공간의 둘레방향을 따라 전자파의 외부 방출을 차폐하여 무수은 무전극전구(60)에 전달하고 무수은 무전극전구(60)에서 발생한 빛을 외부로 투과할 수 있도록 그물 구조를 갖는 원통 형상의 메시(51)로 이루어진다.

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 무수은 무전극전구(60)가 연장되어 도파관(40)의 외부로 노출되게 구비되어 있다.

한편, 무수은 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.

발광부(61)는 케이싱(10)의 내측에 설치되고 고정부(62)는 도파관(40)의 중심부를 지나도록 관통되게 설치되어 있으며, 그와 같이 설치된 고정부(62)는 케이 싱(10)의 내부에 설치된 구동모터(90)의 모터축에 연결되어 일정한 속도로 회전되도록 되어 있다.

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 할로겐족 화합물, 황 또는 셀런 등과 같은 발광물질과, 발광초기에 발광부(61)의 내부에 플라즈마를 형성시키기 위한 아르곤 가스, 크립톤 가스 등의 불활성가스와, 초기방전을 도와 점등을 용이하게 하거나 발생되는 빛의 스펙트럼 등을 조절하기 위한 방전유도물질(64)이 포함되어 이루어진다.

방전유도물질(64)은 전자파를 흡수하지 않고 반사시킴으로써 아크를 발생할 수 있는 금속물질이나 자체적으로 전자를 방사할 수 있는 전자방사능력이 높은 물질로 구성되어 있다.

따라서, 방전유도물질(64)은 W, Re, Ta, Ba, Sb, In, Cd, Zn, Ge, As, Tl, Bi, Sc, Ti, Zr 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이들 물질이 첨가된 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구의 경우에는 무전극 조명기기의 구동시에 무수은 무전극전구의 초기 점등 성공률이 종래의 85% 수준에서 98% ~ 100% 까지 상승하는 효과를 가져오게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방전유도물질이 구비된 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구의 구조를 도시한 측단면도로서, 방전유도물질(64)을 삽입할 수 있도록 무수은 무전극전구(60)의 높이 방향을 따라 발광부(61)의 상단부면 과, 고정부(62)와 접촉되는 발광부(61)의 하단 접촉면에 별도의 삽입공간(63)을 형성하고 삽입공간(63)에 방전유도물질(64)을 주입하여 구성할 수도 있다.

삽입공간(63)의 내부는 아크의 발생률을 상승시킬 수 있도록 진공 상태로 형성되어 있으며, 삽입공간(63)에는 W, Re, Ta, Ba, Sb, In, Cd, Zn, Ge, As, Tl, Bi, Sc, Ti, Zr 중에서 적어도 어느 하나를 포함한 방전유도물질(63)이 삽입되어 있다.

도면중 미설명 부호인 20은 고전압 발생부, 80은 반사갓, 100은 냉각팬, 110은 상기 냉각팬을 회전시키는 제2구동모터, 120은 에어덕트이다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구는, 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 무수은 무전극전구(60) 내에 충전된 불활성가스를 여기(exiting)시키게 된다.

이때, 발광부(61)의 내부에 주입된 방전유도물질 즉, 전자파를 흡수하지 않고 반사시키는 금속물질이나 전자방사능력이 높은 물질에 의하여 아크가 발생되고 발생된 아크에 의하여 발광물질의 플라즈마화는 가속화되며 이러한 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 되면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 미러(70)와 반사갓(80)에 의하여 전방으로 반사되면서 공간을 밝히는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전자파 발생부에서 발생된 전자파를 안내하는 도파관과; 상기 도파관의 일측면에 고정 결합되어 안내된 전자파의 외부 방출을 차폐하는 공진기와; 상기 공진기가 고정 결합된 상기 도파관의 일측면에 상기 도파관의 높이 방향을 따라 돌출 구비된 고정부와, 상기 고정부의 단부에 고정 결합되어 빛을 발생시키는 발광부로 구성되는 무수은 무전극전구를; 포함하여 구성되는 무전극 조명기기에 있어서, 상기 무수은 무전극전구에는 상기 무수은 무전극전구의 초기 방전을 가속화시킬 수 있는 방전유도물질이 구비됨을 특징으로 하는 방전유도물질을 구비하도록 함으로써, 무전극 조명기기의 구동시에 무수은 무전극전구의 초기 점등성을 향상시킬 수 있는 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구가 제공된다.

또한, 무전극전구의 내부에 수은이 주입되지 않으므로 무전극전구의 파손시에 발생할 수 있는 환경의 훼손에 대한 위험 부담을 줄일 수 있는 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구가 제공된다.

Claims (5)

1. 전자파 발생부에서 발생된 전자파를 안내하는 도파관과;

   상기 도파관의 일측면에 고정 결합되어 안내된 전자파의 외부 방출을 차폐하는 공진기와;

   상기 공진기가 고정 결합된 상기 도파관의 일측면에 상기 도파관의 높이 방향을 따라 돌출 구비된 고정부와, 상기 고정부의 단부에 고정 결합되어 빛을 발생시키는 발광부로 구성되는 무수은 무전극전구를 포함하여 구성되는 무전극 조명기기에 있어서,

   상기 무수은 무전극전구의 높이 방향을 따라 상기 발광부의 상단부면이나 혹은, 상기 고정부와 접촉되는 상기 발광부의 하단 접촉면에 형성된 삽입공간에는 상기 무수은 무전극전구의 초기 방전을 가속화시킬 수 있도록 하는 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 삽입공간의 내부는 아크 발생률을 상승시킬 수 있도록 진공상태인 것을 특징으로 하는 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 방전유도물질은 금속물질 또는 전자방사능력이 높은 물질인 W, Re, Ta, Ba, Sb, In, Cd, Zn, Ge, As, Tl, Bi, Sc, Ti, Zr 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전유도물질을 구비한 무전극 조명기기의 무수은 무전극전구.

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