KR100778486B1 - 무전극 전구 및 이를 이용한 무전극 조명기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무전극 전구 및 이를 이용한 무전극 조명기기에 관한 것으로, 내부체적에 플라즈마화 하면서 빛을 발하도록 발광물질을 봉입하여서 된 발광부와, 발광부에서 일체로 연장하여 봉형상으로 형성하는 지지부를 포함하는 무전극 전구에 있어서, 발광부의 외부에 그 발광부의 내부체적 보다는 작은 내부체적을 가지고 그 내부체적에 발광부의 발광물질과는 다른 색온도를 갖는 보조발광물질을 수용하도록 보조발광부를 형성함으로써, 사용자의 욕구에 따라 색온도를 조절할 수 있어 보다 쾌적하고 안락한 조명환경을 제공하여 조명기기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

무전극 전구 및 이를 이용한 무전극 조명기기{PLASMA LIGHTING BULB AND PLASMA LIGHTING SYSTEM WITH THIS}

도 1은 종래 무전극 전구를 구비한 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 본 발명 무전극 전구를 구비한 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도,

도 3은 본 발명 무전극 전구를 확대하여 보인 정면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 무전극 전구 11 : 발광부

12 : 지지부 13 : 보조발광부

본 발명은 전자파를 이용한 무전극 조명기기에 관한 것으로, 특히 필요에 따라 색온도를 변화시킬 수 있는 무전극 전구 및 이를 구비한 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 버퍼가스(buffer gas)를 플라즈마 상태로 만들면서 금속화합물이 빛을 연속적으로 발산하도록 함으로써 전극 없이도 뛰어난 광량의 빛을 제공할 수 있는 기기이다.

이러한 무전극 조명기기의 무전극 전구에는 통상 작동 중 플라즈마를 형성하여 발광을 주도하는 금속, 할로겐족 화합물, 황 또는 셀런 등과 같은 발광물질과, 발광초기에 발광부 내부에 플라즈마를 형성하기 위한 아르곤(Ar), 제논(Xe), 크립톤(Kr) 등의 불활성가스와, 그리고 수은과 같이 초기 방전을 도와 점등을 용이하게 하거나 발생되는 빛의 스펙트럼 등을 조절하기 위한 방전촉매물질을 함께 봉입하고 있다.

도 1은 종래 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 무전극 조명기기는, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(4)과, 발광물질과 불활성가스 그리고 방전촉매물질을 함께 봉입하여 전자파 에너지에 의해 봉입한 발광물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 무전극 전구(5)와, 도파관(4)과 무전극 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 전자파를 소정의 공진주파수로 공진하면서 전자파는 차단하는 반면 상기 무전극 전구(5)에서 발광된 빛은 통과시키는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 무전극 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사갓(7)과, 무전극 전구(5)의 후방측에 위치하도록 공진기(6)의 내부에 장착하여 도파관(4)을 통해 공급되는 전자파는 통과시키면서 무전극 전구(5)에서 발생하는 빛은 반사하는 유전체거울(8)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압발생기(3)를 냉각하는 냉각팬(9)으로 구성하고 있다.

무전극 전구(5)는 소정의 내부체적을 구비하여 석영재질로 된 구 형상으로 형성하고 그 내부체적에 플라즈마화 하면서 빛을 발하도록 상기한 발광물질과 불활성가스 그리고 방전촉매물질 등을 봉입하여 케이싱의 외부에 배치하는 발광부(5a)와, 발광부(5a)에 일체로 연장 형성하고 상기한 유전체거울(8)을 관통하여 케이싱(1)의 내부에서 지지하는 지지부(5b)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 M1은 무전극 전구를 회전시키는 전구모터, M2는 냉각팬을 회전시키는 팬모터이다.

상기와 같은 종래 무전극 조명기기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 제어부의 지령에 따라 고압발생기(3)에 구동 신호를 입력하면, 고압발생기(3)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고압을 마그네트론(2)에 공급하고, 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성한다. 이 전자파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사하면서 무전극 전구(5) 내에 봉입된 불활성가스를 여기(exciting)시켜 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사갓(7)과 유전체거울(8)에 의해 전방으로 반사되면서 공간을 밝히는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 무전극 조명기기의 무전극 전구에 있어서는, 발광 부(5a)가 한 개만 구비됨에 따라 동일한 색온도의 빛만 생성할 수 있어 사용자의 안락함을 높이는데 한계가 있었다. 예컨대, 여름에는 주로 시원한 색온도의 빛을 요구하는 반면 겨울에는 따뜻한 색온도의 빛을 요구함에도 불구하고 상기한 봉입물질들은 7000K 정도의 백색광을 발생함으로써 겨울철에 사용자가 더욱 추위를 느끼게 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 무전극 전구가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 계절이나 다른 필요에 따라 색온도를 가변할 수 있는 무전극 전구 및 이를 구비한 무전극 조명기기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부체적에 플라즈마화 하면서 빛을 발하도록 발광물질을 봉입하여서 된 발광부와, 상기 발광부에서 일체로 연장하여 봉형상으로 형성하는 지지부를 포함하는 무전극 전구에 있어서, 상기 발광부의 외부에 그 발광부의 내부체적 보다 작은 내부체적을 가지고 그 내부체적에 발광부의 발광물질과는 다른 색온도를 갖는 보조발광물질을 수용하도록 보조발광부를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 무전극 전구를 제공한다.

또, 케이싱의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론과, 상기 마그네트론의 출구부에 연통하여 그 마그네트론에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관과, 발광물질을 봉입하여 전자파 에너지에 의해 상기 발광물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 무전극 전구와, 상기 무전극 전구의 발광부를 수용하여 도파관을 통해 전달되는 전자파를 소정의 공진주파수로 공진시키는 공진기와, 상기 무전극 전구의 일측에 위치하도록 상기 공진기의 내부에 장착하여 도파관을 통해 공급되는 전자파는 통과시키면서 무전극 전구의 발광부에서 발생하는 빛은 전방으로 반사하는 유전체거울을 포함한 무전극 전구를 구비한 무전극 조명기기에 있어서, 상기 무전극 전구는 투명재질로 형성하고 소정의 내부체적을 형성하며 내부체적에 플라즈마화 하면서 빛을 발하도록 발광물질을 봉입하여서 된 발광부와, 상기 발광부에서 일체로 연장하여 유전체거울의 중심부를 통과한 후 케이싱의 내부에서 지지하는 지지부와, 상기 발광부의 내부체적 보다는 작은 내부체적을 가지고 상기 지지부의 중간에 형성하여 발광부의 발광물질과 다른 색온도를 갖는 발광물질을 봉입하여서 된 보조발광부로 이루어진 무전극 조명기기를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 무전극 전구 및 이를 구비한 무전극 조명기기를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 무전극 전구를 구비한 무전극 조명기기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 3은 본 발명 무전극 전구를 확대하여 보인 정면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 무전극 전구를 구비한 무전극 조명기기는, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관(4)과, 전자파에너지에 의해 플라즈마화 되면서 차가운 색온도를 가지는 빛을 발생하는 발광부 및 따뜻한 색온도를 가지는 보조발광부를 구비하는 무전극 전구(10)와, 도파관(4)과 무전극 전구(10)의 앞쪽에 씌워져 전자파를 소정의 공진주파수로 공진시키면서 전자파는 차단하는 반면 상기 무전극 전구(10)에서 발광된 빛은 통과 시키는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 무전극 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사갓(7)과, 무전극 전구(10)의 후방측에 위치하도록 공진기(6)의 내부에 장착하여 상기 도파관(4)을 통해 공급되는 전자파는 통과시키면서 무전극 전구(10)에서 발생하는 빛은 반사하는 유전체거울(8)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압발생기(3)를 냉각하는 냉각팬(9)을 포함한다.

무전극 전구(10)는 케이싱(1)의 외부에 배치하여 빛을 발생하는 발광부(11)와, 발광부(11)에 일체로 연장 형성하여 케이싱(1)의 내부에서 지지하는 지지부(12)와, 발광부(11)와 함께 지지부(12)의 중간에 배치하여 상기 발광부(11)와는 다른 빛을 발생하는 보조발광부(13)로 이루어진다.

발광부(11)는 주로 석영(Quartz) 등과 같이 광투과율이 높고 유전손실이 극히 적은 재질을 구형 또는 원통형으로 형성한다. 또, 발광부(11)의 내부에는 발광시 백색광과 같이 차가운 색온도의 빛을 내도록 발작동 중 플라즈마를 형성하여 발광을 주도하는 금속, 할로겐족 화합물, 황 또는 셀런 등과 같은 발광물질과, 발광초기에 발광부 내부에 플라즈마를 형성하기 위한 아르곤(Ar), 제논(Xe), 크립톤(Kr) 등의 불활성가스와, 그리고 수은과 같이 초기 방전을 도와 점등을 용이하게 하거나 발생되는 빛의 스펙트럼 등을 조절하기 위한 방전촉매물질을 함께 봉입하여 이루어진다.

지지부(12)는 발광부(11)에 일체로 연장하여 봉형상으로 형성하고, 그 끝단은 케이싱(1)의 내부에 구비하는 전구모터(M1)의 회전축에 고정 결합한다.

보조발광부(13)는 발광부(11)와 같이 구형 또는 원통형 모양으로 형성하되, 그 내부체적은 발광부(11)의 내부체적 보다 작게 형성하는 것이 바람직하다. 또, 보조발광부(13)는 발광부(11)와 지지부(12)가 만나는 지점에서 지지부(12)와 보조발광부(13)가 만나는 지점까지의 거리(L)가 40mm 이내가 되도록 하는 것이 전계에너지의 영향력 범위 안에 놓일 수 있어 바람직하다. 또, 보조발광부(13)는 발광시 황색광과 같이 발광부(11) 보다 따뜻한 색온도의 빛을 내도록 나트륨 계열이나 브롬화합물과 같은 발광물질을 봉입하여 이루어진다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나 마그네트론(2)에 고압의 전류를 공급하는 고압발생기(3)에는 상기 마그네트론(2)으로 공급되는 전류의 양을 조절하여 마그네트론(2)의 출력을 가변할 수 있도록 출력변환장치(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

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

즉, 제어부의 지령에 따라 마그네트론(2)이 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 전자파를 생성한다. 이 전자파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사되어 강한 전계를 형성하면서 무전극 전구(10)의 발광부 내에 봉입된 불활성가스를 여기(exciting)시켜 발광물질이 지속적으로 플라즈마화 하면서 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사갓(7)과 유전체거울(8)에 의해 전방으로 반사되면서 공간을 밝힌다.

이때, 겨울철과 같이 사용자가 보다 따뜻한 색온도를 원하는 경우에는 출력변환장치를 작동시켜 마그네트론(2)에서 출력되는 전자파의 세기를 강화시키고, 이 로 인해 공진기(6) 내부에서의 전계에너지 범위가 확대되면서 무전극 전구(10)의 보조발광부(13) 내에 봉입된 발광물질이 발광부(11) 내의 발광물질과 함께 여기되면서 다른 색온도의 빛을 발생한다. 예컨대, 발광부(11)에서는 백색광이 발생되는 반면 보조발광부(13)에서는 황색광이 발생되어 결국 백색광과 황색광이 혼합되면서 보다 따뜻한 질감의 색온도를 갖는 빛을 발생시키게 되는 것이다.

반면, 여름철과 같이 차가운 색온도의 빛을 원하는 경우에는 출력변환장치를 이용하여 마그네트론(2)에서 출력되는 전자파의 세기를 낮춤으로써 보조발광부(13)에 봉입된 발광물질이 빛을 만들어내지 못하도록 하여 발광부(11)에서만 발생되는 빛, 즉 백색광의 차가운 색온도의 빛이 발생되도록 하는 것이다.

이렇게 하여, 사용자의 욕구에 따라 색온도를 조절할 수 있어 보다 쾌적하고 안락한 조명환경을 제공하여 조명기기의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 무전극 전구 및 이를 구비한 무전극 조명기기는, 발광부의 외부에 소정의 내부체적을 가지고 그 내부체적에 발광부의 발광물질과는 다른 색온도를 갖는 보조발광물질을 수용하도록 보조발광부를 형성함으로써, 사용자의 욕구에 따라 색온도를 조절할 수 있어 보다 쾌적하고 안락한 조명환경을 제공하여 조명기기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (13)

1. 내부체적에 플라즈마화 하면서 빛을 발하도록 발광물질을 봉입하여서 된 발광부와, 상기 발광부에서 일체로 연장하여 봉형상으로 형성하는 지지부를 포함하는 무전극 전구에 있어서,

   상기 발광부의 외부에 그 발광부의 내부체적 보다 작은 내부체적을 가지고 그 내부체적에 발광부의 발광물질과는 다른 색온도를 갖는 보조발광물질을 수용하도록 보조발광부를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 무전극 전구.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보조발광부는 지지부의 중간에 위치하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 전구.
3. 제2항에 있어서,

   상기 발광부와 지지부의 연결점에서 지지부와 보조지지부의 연결점까지의 간격이 0 ~ 40mm 인 것을 특징으로 하는 무전극 전구.
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 발광부에는 백색광을 발생하는 물질을 봉입하는 것을 특징으로 하는 무전극 전구.
6. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 보조발광부에는 황색광을 발생하는 물질을 봉입하는 것을 특징으로 하는 무전극 전구.
7. 케이싱의 내부에 장착하여 전자파를 생성하는 마그네트론과, 상기 마그네트론의 출구부에 연통하여 그 마그네트론에서 생성한 전자파를 전달하는 도파관과, 발광물질을 봉입하여 전자파 에너지에 의해 상기 발광물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 무전극 전구와, 상기 무전극 전구의 발광부를 수용하여 도파관을 통해 전달되는 전자파를 소정의 공진주파수로 공진시키는 공진기와, 상기 무전극 전구의 일측에 위치하도록 상기 공진기의 내부에 장착하여 도파관을 통해 공급되는 전자파는 통과시키면서 무전극 전구의 발광부에서 발생하는 빛은 전방으로 반사하는 유전체거울을 포함한 무전극 전구를 구비한 무전극 조명기기에 있어서,

   상기 무전극 전구는 투명재질로 형성하고 소정의 내부체적을 형성하며 내부체적에 플라즈마화 하면서 빛을 발하도록 발광물질을 봉입하여서 된 발광부와,

   상기 발광부에서 일체로 연장하여 유전체거울의 중심부를 통과한 후 케이싱의 내부에서 지지하는 지지부와,

   상기 발광부의 내부체적 보다는 작은 내부체적을 가지고 상기 지지부의 중간에 형성하여 발광부의 발광물질과 다른 색온도를 갖는 발광물질을 봉입하여서 된 보조발광부로 이루어진 무전극 조명기기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 보조발광부는 공진기의 내부에서 발광부와 유전체거울 사이에 위치하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.
9. 제8항에 있어서,

   상기 발광부와 지지부의 연결점에서 지지부와 보조지지부의 연결점까지의 간격이 0 ~ 40mm 인 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.
10. 삭제
11. 제7항 내지 제9항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 발광부에는 백색광을 발생하는 물질을 봉입하는 것을 특징으로 하는 무전극 전구를 구비한 무전극 조명기기.
12. 제7항 내지 제9항 및 제11항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 보조발광부에는 황색광을 발생하는 물질을 봉입하는 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.
13. 제7항에 있어서,

    상기 마그네트론의 출력을 가변하여 보조발광부의 발광물질을 선택적으로 플라즈마화 시킬 수 있도록 출력가변수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무전극 조명기기.

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