KR20010056394A

KR20010056394A - Multi-activating system for electrodeless lamp

Info

Publication number: KR20010056394A
Application number: KR1019990057844A
Authority: KR
Inventors: 김한석
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2001-07-04

Abstract

PURPOSE: A multi-driving system for an electrodeless lamp is provided to easily exchange a magnetron by providing a system capable of controlling many lamps synthetically. CONSTITUTION: A multi-driving system for an electrodeless lamp comprises a microwave generating means(10), e.g. a magnetron, a conduit(20) having a plurality of branches through which the microwave is transmitted, and a plurality of lamps(31,32,33,...,N) which are supplied with the microwave through the respective branches of the conduit(20). The conduit(20), which generally has a rectangular section, transmits the microwave to a resonator by being coupled thereto by a slot structure and the like. That is, the microwave generated from the magnetron in the 50KW class, for example, is supplied to fifty lamps, each using the magnetron in the 1KW class, respectively, through the branches of the conduit.

Description

무전극램프의 다중 구동 시스템{MULTI-ACTIVATING SYSTEM FOR ELECTRODELESS LAMP}MULTI-ACTIVATING SYSTEM FOR ELECTRODELESS LAMP}

본 발명은 무전극램프의 다중 구동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple drive system of an electrodeless lamp.

무전극 램프는 마그네트론 등의 전자파 발생원에서 발생된 전자파가 도파관을 통하여 공진기에 전달되고, 이것이 공진기 내부에 설치된 전구에 인가되어 전구를 발광시킨다. 무전극 램프에 사용되는 전구는 내부에 전극이나 필라멘트가 없는 무전극 전구이다. 따라서 전구의 수명이 매우 길거나 반영구적이며, 전구에 가해지는 전기 에너지는 전자파의 형태이다. 전구의 내부에 봉입되는 물질은 전구의 작동 중 플라즈마를 형성하여 발광을 주도하는 금속, 할로겐족 화합물, 또는 황, 셀렌 등의 물질과 발광 초기에 전구 내부에 플라즈마를 형성하기 위한 아르곤(Ar), 제논(Xe), 크립톤(Kr)등의 불활성 가스, 그리고 초기 방전을 도와 점등을 용이하게 하거나 발생되는 빛의 스펙트럼 등을 조절하기 위한 첨가물등이 있으며, 광원의 목적에 맞도록 이들의 종류와 양 또는 비율 등을 적절하게 선택한다. 전구에서 발생되는 빛은 전구 내부의 봉입물의 성분과 양에 따라 자외선, 가시광선 또는 적외선 등이며, 조명의 용도로는 주로 가시 광선을, 합성 수지의 건조 또는 성형 등의 가공 목적으로는 주로 자외선을 발생하는 경우가 많다. 전구의 형상은 구형 또는 원통형이 주로 사용되며, 주로 석영(Quartz)등과 같이 광투과율이 높고 유전 손실이 극히 적은 재질로 만든다. 전구가 동작할 때 전구에서 많은 열이 발생할 수 있으며, 또 공진기 내부의 전자계 분포 등의 영향으로 전구 표면의 일부가 국부적으로 과열되어 전구의 파손을초래하는 경우도 있으므로, 이를 방지하기 위하여 전구를 회전시키는 방법과 공기를 불어 냉각시키는 방법 또는 이들의 조합을 사용하기도 한다.In an electrodeless lamp, electromagnetic waves generated from an electromagnetic wave generation source such as a magnetron are transmitted to a resonator through a waveguide, which is applied to a light bulb installed inside the resonator to emit light. The bulb used in the electrodeless lamp is an electrodeless bulb having no electrodes or filaments therein. Therefore, the life of the bulb is very long or semi-permanent, the electrical energy applied to the bulb is in the form of electromagnetic waves. The material encapsulated inside the bulb is a metal, a halogen group, or a substance such as sulfur, selenium, which forms a plasma during the operation of the bulb and emits light, and argon (Ar) or xenon to form a plasma inside the bulb at the initial stage of emission. (Xe), inert gases such as krypton (Kr), and additives to facilitate the initial discharge, to facilitate lighting, or to adjust the spectrum of light generated. Choose a ratio as appropriate. Light emitted from the light bulb is ultraviolet, visible or infrared light depending on the amount and content of the encapsulation inside the bulb, and the light is mainly used for lighting, and the ultraviolet light is mainly used for processing such as drying or molding resin. It often happens. The shape of the bulb is mainly used in spherical or cylindrical shape, mainly made of a material with high light transmittance and extremely low dielectric loss, such as quartz (Quartz). When the bulb is in operation, a lot of heat may be generated in the bulb, and a part of the surface of the bulb may be locally overheated due to the distribution of the electromagnetic field inside the resonator, resulting in breakage of the bulb. It is also used a method of cooling, blowing air to cool or a combination thereof.

전구가 발광하는 과정은 다음과 같다. 먼저 전구에 가해지는 강한 전계에 의해 전구 내부의 불활성 가스가 방전을 일으키게 되고, 여기서 발생되는 열에 의해 주 발광 물질이 기화하면서 플라즈마를 형성하고, 이 플라즈마가 가해지는 전자파에 의해 방전을 계속 유지하면서 발광한다. 여기서, 초기에 전구를 점등하기 위해서는 전구에 강한 전계가 가해져야 하는데, 이 초기 방전에 필요한 전계의 강도는 전구의 크기 또는 형상과 내부의 봉입물의 종류 또는 가스의 압력 등에 의해 결정되며, 보통 발광을 유지하는데 필요한 전계 강도의 수 배에 이른다. 따라서 전구의 점등을 용이하게 하기 위해 수은 등을 첨가하여 필요한 전계 강도를 낮추는 방법 등이 종종 사용된다. 또는, 전구에 가해지는 전계의 강도를 높이기 위해 공진기의 형상을 복잡하게 하거나 공진기 내부에 장치를 추가하는 방법이 사용되기도 한다.The process of emitting light bulbs is as follows. First, the inert gas inside the bulb causes a discharge by a strong electric field applied to the bulb, and the heat generated here causes the main light emitting material to vaporize to form a plasma, and emits light while maintaining the discharge by the electromagnetic wave applied to the plasma. do. Here, a strong electric field must be applied to the bulb to initially light the bulb, and the strength of the electric field required for the initial discharge is determined by the size or shape of the bulb and the type of inclusions or the pressure of the gas. It is several times the field strength needed to maintain. Therefore, a method of lowering the required electric field strength by adding mercury lamp or the like is often used to facilitate the lighting of the bulb. Alternatively, in order to increase the strength of the electric field applied to the light bulb, a method of complexing the shape of the resonator or adding a device inside the resonator may be used.

도 1은 종래의 무전극램프의 구조를 도시한 단면도이다. 마그네트론등의 전자파 발생원(10)에서 발생된 전자파가 도파관(11)을 통하여 공진기(12) 내부에 설치된 전구(13)에 인가되어 전구를 발광시킨다. 이와 같은 무전극램프에서는 하나의 전자파 발생기를 사용하여 하나의 무전극 전구를 구동한다. 경우에 따라서는 두 개의 전자파 발생원을 사용하여 하나의 전구를 구동하는데 사용하기도 한다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional electrodeless lamp. Electromagnetic waves generated from the electromagnetic wave generation source 10 such as the magnetron are applied to the light bulb 13 installed inside the resonator 12 through the waveguide 11 to emit light. In such an electrodeless lamp, one electromagnetic wave generator is used to drive one electrodeless bulb. In some cases, two electromagnetic wave sources are used to drive one bulb.

일반적으로 전자파로 구동되는 무전극 램프에 있어서, 전구의 수명은 약 6만 시간 이상으로 매우 길지만, 전자파 발생기로 사용되는 마그네트론의 수명은 약 1만 내지 1만 5천 시간이며 사용 조건에 따라서는 그 이하로 짧아질 수도 있다. 따라서전체 시스템을 유지하기 위해서는 주기적으로 마그네트론을 교체해야만 한다. 한 두 개의 램프에 대하여 마그네트론을 교체하는 것은 큰 문제가 없지만, 많은 수의 램프를 관리해야하는 경우 마그네트론의 교체 작업은 비용과 시간 면에서 큰 문제가 된다. 특히, 운동 경기장의 조명탑이나 야외조명 시설 등에서 주기적으로 교체작업을 하는 것은 매우 힘들고, 비용이 많이 발생되어 램프 관리에 크나큰 지장을 초래하게 된다. 따라서, 다수의 램프를 통합적으로 관리할 수 있는 램프 시스템에 대한 필요성이 절실해지고 있다.In general, in the electrodeless lamp driven by electromagnetic waves, the life of the bulb is very long, about 60,000 hours or more, but the lifetime of the magnetron used as the electromagnetic wave generator is about 10,000 to 15,000 hours, depending on the usage conditions. It may shorten as follows. Therefore, the magnetron must be replaced periodically to maintain the whole system. Replacing a magnetron for one or two lamps is not a big problem, but replacing a magnetron is a big cost and time problem if you need to manage a large number of lamps. In particular, it is very difficult to periodically replace in the lighting tower or outdoor lighting facility of the sports stadium, it is very expensive, causing a great problem in the lamp management. Therefore, there is an urgent need for a lamp system capable of managing a plurality of lamps integrally.

본 발명은 다수의 램프에 대해 통합적으로 관리할 수 있는 시스템을 제공하여 무전극램프에 있어서 전구에 비해 수명이 매우 짧은 마그네트론의 교체작업을 용이하게 실시할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a system that can be integrated management for a large number of lamps to facilitate the replacement of the magnetron having a very short lifespan compared to the bulb in the electrodeless lamp.

도 1은 종래의 무전극램프의 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional electrodeless lamp.

도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 개략도이다.2 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***

10:전자파 발생원 11:도파관10: electromagnetic wave source 11: waveguide

12:공진기 13:전구12: Resonator 13: Bulb

20:분기 도파관 31:램프120: branch waveguide 31: lamp 1

32:램프2 33:램프332: Lamp 2 33: Lamp 3

N:램프NN: Lamp N

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하나의 전자파 발생원과, 상기 전자파 발생원에서 발생되는 전자파를 전송하는 다수의 분기를 가지는 분기 도파관과, 상기 분기 도파관의 각각의 분기를 통하여 전자파를 공급받는 다수의 램프로 이루어지는 무전극램프의 다중 구동 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a microwave wave source, a branch waveguide having a plurality of branches for transmitting electromagnetic waves generated from the wave source, and a plurality of lamps supplied with electromagnetic waves through respective branches of the branch waveguide. It provides a multiple drive system of an electrodeless lamp consisting of.

도파관은 마그네트론 등과 같은 전자파 발생원에서 발생된 전자파를 공진기에 전달하는 전송 선로이며, 일반적으로 단면이 사각형이고, 슬롯 구조 등을 이용하여 공진기와 결합된다.A waveguide is a transmission line for transmitting electromagnetic waves generated from an electromagnetic wave generation source such as a magnetron to a resonator, and is generally rectangular in cross section and coupled to the resonator using a slot structure.

본 발명의 특징은 종래의 약 1KW급 마그네트론을 램프 하나에 대해 하나 씩사용하는 대신, 하나의 대출력 마그네트론을 사용하여 많은 마이크로웨이브 전력을 발생시킨 후 이것을 분기된 도파관을 통해 여러 개의 램프에 공급하는 것이다. 예를 들어 1KW급 마그네트론을 사용하는 램프 시스템이 50개 있으면, 50KW급 마그네트론에서 발생되는 마이크로웨이브 전력을 도파관 분기를 통하여 각각의 램프에 공급한다.A feature of the present invention is that instead of using a conventional 1KW class magnetron for each lamp, instead of using a large output magnetron to generate a lot of microwave power and supplying it to several lamps through a branched waveguide. will be. For example, if there are 50 lamp systems using 1KW magnetron, microwave power from 50KW magnetron is supplied to each lamp through waveguide branch.

이와 같은 시스템은 다음과 같은 장점을 제공한다.Such a system provides the following advantages.

종래의 시스템에 비하여 마그네트론의 교체시 교체할 마그네트론의 수가 훨씬 줄어들게 되므로 교체작업이 매우 용이해진다. 뿐만 아니라 마그네트론에 전원을 인가하는 전원 공급부의 수도 줄어들게 되어 램프의 관리가 더욱 수월해진다.Compared to the conventional system, the number of magnetrons to be replaced during the replacement of the magnetron is much reduced, so the replacement operation becomes very easy. In addition, the number of power supplies that power the magnetrons is reduced, making lamp management easier.

또한, 전구와 공진기만을 조명이 필요한 곳에 설치하고, 무게가 많이 나가며 보수의 필요성이 높은 마그네트론과 전원 공급부 등은 작업이 용이한 곳에 설치할 수 있다. 이렇게 함으로써 조명탑이나 건물 내부의 천정 부분에 조명 기구를 설치하는 경우에 설치물의 무게가 대폭 감소될 수 있으므로 건축상의 유리한 점도 아울러 제공된다.In addition, only a light bulb and a resonator may be installed in a place where lighting is required, and a magnetron and a power supply unit having a large weight and requiring high maintenance may be installed in an easy work place. In this way, the weight of the installation can be greatly reduced in the case of installing the lighting fixture on the ceiling of the light tower or inside the building, which also provides an architectural advantage.

도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 개략도이다. 마그네트론(10)에서 발생된 마이크로웨이브 전력은 분기 도파관(20)의 각각의 분기를 통하여 각각의 램프(31, 32, 33, . . . N)에 도달된다.2 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention. The microwave power generated in the magnetron 10 reaches each lamp 31, 32, 33... N through each branch of the branch waveguide 20.

도파관의 구조 및 형상은 사용목적이나 제조 조건에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한 각각의 램프도 사용목적에 따라 구분하여 설치할 수 있다. 예를 들어 적외선을 발생시키는 램프와 가시관선을 발생시키는 램프를 구분하여 설치할 수 있다. 그러므로 다수의 램프를 통합 제어하는 잇점을 제공하는데, 이 때 각각의 도파관 분기에 각각의 램프에 공급되는 마이크로파 전력을 제어할 수 있는 개별 제어 수단을 장착하게 되면 보다 효과적으로 각 램프의 특성에 맞게 제어할 수 있을 것이다.The structure and shape of the waveguide may have various forms depending on the purpose of use or the manufacturing conditions. In addition, each lamp can be installed separately according to the purpose of use. For example, the lamp for generating infrared rays and the lamp for generating a visible line can be installed separately. Therefore, it provides the advantage of integrated control of multiple lamps, and when each waveguide branch is equipped with individual control means for controlling the microwave power supplied to each lamp, it is more effective to control the characteristics of each lamp. Could be.

본 발명에 의하면, 마그네트론의 교체시 교체할 마그네트론의 수가 훨씬 줄어들게 되어 교체작업이 매우 용이해지고, 마그네트론에 전원을 인가하는 전원 공급부의 수도 줄어들게 되어 램프의 관리가 더욱 수월해진다. 또한, 전구 및 공진기와 무게가 많이 나가며 보수의 필요성이 높은 마그네트론 및 전원 공급부 등을 따로 설치할 수 있어 설치물의 무게를 대폭 감소시킬 수 있게 된다.According to the present invention, when the magnetron is replaced, the number of magnetrons to be replaced is much reduced, so that the replacement operation becomes very easy, and the number of power supply units for supplying power to the magnetrons is reduced, so that management of the lamp is easier. In addition, it is possible to install a magnetron and a power supply, such as a light weight and a resonator with a lot of weight and high maintenance, and can significantly reduce the weight of the installation.

Claims

하나의 전자파 발생원과, 상기 전자파 발생원에서 발생되는 전자파를 전송하는 다수의 분기를 가지는 분기 도파관과, 상기 분기 도파관의 각각의 분기를 통하여 전자파를 공급받는 다수의 램프로 이루어지는 무전극램프의 다중 구동 시스템A multiple drive system for an electrodeless lamp comprising an electromagnetic wave source, a branch waveguide having a plurality of branches for transmitting electromagnetic waves generated from the electromagnetic wave source, and a plurality of lamps receiving electromagnetic waves through respective branches of the branch waveguide.