KR20030000525A - 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 장착하여 마이크로파를 발생하는 마그네트론과, 마그네트론에 고압의 전원을 공급하도록 상기 케이싱의 내부에 장착하는 고압 발생기와, 케이싱 외부의 공진기 내부에 구비하고 마이크로파에 의해 여기되어 봉입물질이 발광하는 전구와, 케이싱의 일 측에 장착하여 그 케이싱 내부의 마그네트론과 고압 발생기를 냉각하는 냉각팬과, 냉각팬에 결합하여 회전력을 발생하는 팬 모터와, 팬 모터의 회전력을 전구에 전달하여 그 전구를 회전시키는 전동수단을 포함함으로써, 시스템 냉각을 위한 부품수를 줄여 생산비용을 절감하고 시스템을 용이하게 제어하며 모터열로 인한 케이싱 내부의 온도상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

Description

마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치{COOLING APPARATUS FOR MICROWAVE LIGHTING SYSTEM}

본 발명은 마이크로파를 이용한 조명시스템에 관한 것으로, 특히 한 개의 모터를 이용하여 냉각팬과 전구를 함께 회전시킬 수 있는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로파를 이용한 조명기구는 무전극 플라즈마 전구에 마이크로파를 가하여 이로부터 가시광선 또는 자외선을 발광시키는 장치로서, 통상적인 백열등이나 형광등에 비해 램프의 수명이 길고, 조명의 효과가 우수한 특징을 가지고 있다.

도 1은 마이크로파를 이용한 조명시스템의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 마이크로파를 이용한 조명시스템은, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 마이크로파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압 발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 마이크로파를 전달하는 도파관(4)과, 내부에 발광물질을 봉입하고 도파관(4)을 통해 전달한 마이크로파 에너지에 의해 봉입한 물질이 여기(excited state)하여 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 전구(5)와, 도파관(4)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 마이크로파는 차단하면서 상기 전구(5)에서 발광된 빛은 통과하는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 전구에서 발생하는 빛을 직진토록 집중 반사하는 반사경(7)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여마그네트론(2)과 고압 발생기(3)를 냉각하는 냉각팬 조립체(8)로 구성되어 있다.

전구(5)는 진원형 단면의 구형으로 형성하여 발광물질을 봉입하는 발광부(5a)와, 발광부(5a)에 용접 결합하여 케이싱(1)의 안쪽으로 연장하는 축부(5b)로 이루어져 있다.

또, 전구(5)는 플라즈마 발생시 고온을 유발하므로 전구를 회전하여 냉각하게 되는데, 이를 위하여 케이싱(1)의 내부에 축부(5b)와 결합하는 전구 모터(9)를 설치하고 있다.

한편, 냉각팬 조립체(8)는 케이싱(1)의 하반부에 공기유로를 구비한 팬 하우징(8a)과, 팬 하우징(8a)의 내부에 장착하여 케이싱(1) 외부의 공기를 흡입하여 케이싱(1) 내부로 흡입하는 냉각팬(8b)과, 냉각팬(8b)의 회전중심에 결합하도록 상기한 전구 모터(9)의 일 측에 장착하여 냉각팬(8b)을 회전시키는 팬 모터(8c)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호 M은 미러이다.

상기와 같은 종래 마이크로파를 이용한 조명시스템은 다음과 같이 동작한다.

즉, 제어부(미도시)에서 고압 발생기(3)에 구동신호를 입력하면, 고압 발생기(3)는 교류 전원을 승압하여 승압된 고압을 마그네트론(2)에 공급하고, 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 매우 높은 주파수를 갖는 마이크로파를 생성하며, 이렇게 생성된 마이크로파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사하면서 전구(5) 내의 봉입된 물질을 방전하여 고유한 방출 스펙트럼을 가지는 빛을 발생하고, 이 빛은 반사경(7)과 미러(M)에 의해 전방으로 반사하면서 공간을 밝힌다.

이때, 제어부에 의해 전구 모터(9)와 팬 모터(8c)가 동시에 회전하면서 전구 모터(9)는 전구(5)를 일정 속도로 회전시켜 전구(5)가 밀봉한 반사경(7)의 내부에서 회전하면서 주변 온도를 적정하게 유지하도록 하는 반면 팬 모터(8c)는 냉각팬(8b)을 역시 일정 속도로 회전시켜 케이싱(1) 외부의 공기를 흡입하여 마그네트론(2)이나 고압 발생기(3)에서 발생하는 열을 냉각하게 되는 것이었다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 마이크로파를 이용한 조명시스템은, 전구 모터(9)와 팬 모터(8c)를 각각 독립적으로 구비함에 따라 제조비용이 증가하는 것은 물론 각각의 모터(9)(8c)를 함께 제어하여야 하므로 시스템의 제어가 복잡하여 잦은 고장을 일으킬 우려가 있고 또 모터열에 의해 케이싱(1)의 내부가 과열하는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 마이크로파를 이용한 조명시스템의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 한 개의 모터를 이용하여 전구와 냉각팬을 일괄적으로 구동할 수 있는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 마이크로파를 이용한 조명시스템의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 본 발명 마이크로파를 이용한 조명시스템의 일례를 보인 종단면도.

도 3 및 도 4는 본 발명 마이크로파를 이용한 조명시스템에서 전동수단의 일례들을 정면에서 보인 상세도.

도 5 및 도 6은 본 발명 마이크로파를 이용한 조명시스템에서 전동수단의 다른 실시예를 정면에서 보인 상세도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 케이싱 2 : 마그네트론

3 : 고압발생기 4 : 도파관

5 : 전구 5a : 발광부

5b : 축부 6 : 공진기

7 : 반사경 8 : 냉각팬 조립체

8a : 팬 하우징 8b : 냉각팬

8c : 팬 모터 10 : 전동수단

11 : 구동풀리 12 : 종동풀리

13 : 중간풀리 14,15 : 제1,제2 벨트

16 : 구동기어 17 : 종동기어

18 : 중간기어

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 장착하여 마이크로파를 발생하는 마그네트론과, 마그네트론에 고압의 전원을 공급하도록 상기 케이싱의 내부에 장착하는 고압 발생기와, 케이싱 외부의 공진기 내부에 구비하고 마이크로파에 의해 여기되어 봉입물질이 발광하는 전구와, 케이싱의 일 측에 장착하여 그 케이싱 내부의 마그네트론과 고압 발생기를 냉각하는 냉각팬과, 냉각팬에 결합하여 회전력을 발생하는 팬 모터와, 팬 모터의 회전력을 전구에 전달하여 그 전구를 회전시키는 전동수단을 포함한 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 마이크로파를 이용한 조명시스템의 일례를 보인 종단면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명 마이크로파를 이용한 조명시스템에서 전동수단의 일례들을 정면에서 보인 상세도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 마이크로파를 이용한 조명시스템은, 케이싱(1)의 내부에 장착하여 마이크로파를 생성하는 마그네트론(2)과, 마그네트론(2)에 상용 교류전원을 고압으로 승압하여 공급하는 고압 발생기(3)와, 마그네트론(2)의 출구부에 연통하여 그 마그네트론(2)에서 생성한 마이크로파를 전달하는 도파관(4)과, 내부에 발광물질을 봉입하고 도파관(4)을 통해 전달한 마이크로파 에너지에 의해 봉입한 물질이 플라즈마화 하면서 빛을 발생하는 전구(5)와, 도파관(4)과 전구(5)의 앞쪽에 씌워져 마이크로파는 차단하면서 상기 전구(5)에서 발광된 빛은 통과하는 공진기(6)와, 공진기(6)를 수용하여 전구에서 발생하는 빛이 직진하도록 반사하는 반사경(7)과, 케이싱(1)의 일측에 구비하여 마그네트론(2)과 고압 발생기(3)를 냉각하는 냉각팬 조립체(8)와, 냉각팬 조립체에 결합하여 전구를 회전하는 전동수단으로 구성한다.

전구(5)는 '구'모양으로 형성하여 발광물질을 봉입하는 발광부(5a)와, 발광부(5a)에 용접 결합하여 케이싱(1)의 안쪽으로 연장하는 축부(5b)로 이루진다.

냉각팬 조립체(8)는 케이싱(1)의 하반부에 공기유로(미부호)를 구비한 팬 하우징(8a)과, 팬 하우징(8a)의 내부에 장착하여 케이싱(1) 외부의 공기를 흡입하여 케이싱(1) 내부로 흡입하는 냉각팬(8b)과, 냉각팬(8b)의 회전중심에 결합하여 그 냉각팬(8b)을 회전시키는 팬 모터(8c)로 이루어진다.

전동수단(10)은 도 3에서와 같이 팬 모터(8b)의 타측 회전축에 장착하는 구동풀리(11)와, 전구(5)의 축부(5b) 끝단에 장착하는 종동풀리(12)와, 구동풀리(11)와 종동풀리(12)의 사이에 장착하는 중간풀리(13)와, 구동풀리(11)와 중간풀리(13)를 감아 결합하는 제1 벨트(14)와, 중간풀리(13)와 종동풀리(12)를 감아 결합하는 제2 벨트(15)로 이루어진다.

이 경우, 구동풀리(11)와 종동풀리(12)의 축중심을 동일하게 배치하거나 또는 상이하게 배치할 수 있고, 특히 중간풀리(13)의 직경이 균일한 경우 구동풀리(11)와 종동풀리(12)의 직경을 동일하게 하여 냉각팬(8b)과 전구(5)의 회전속도가 동일하게 동작하거나 또는 구동풀리(11)와 종동풀리(12)의 직경을 상이하게 하여 냉각팬(8b)과 전구(5)의 회전속도가 상이하게 동작하도록 할 수 있다.

또, 구동풀리(11)와 종동풀리(12)의 직경이 동일한 경우에는 중간풀리(13)의 각 풀리부(미부호) 직경을 상이하게 하여 냉각팬(8b)과 전구(5)의 회전속도를 상이하게 동작하도록 할 수도 있다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이 상기한 중간풀리(13)를 이용하지 않고 팬 모터(8b)에 장착한 구동풀리(11)와 전구(5)에 장착한 종동풀리(12)를 벨트(14) 한 개로 직접 감아 결합할 수도 있다. 이 경우에는 구동풀리(11)와 종동풀리(12)를 평행하게 배치하고 각각의 직경도 동일하게 하거나 상이하게 하여 냉각팬(8b)과 전구(5)의 회전속도를 조절할 수 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 M은 미러이다.

상기와 같은 본 발명 마이크로파를 이용한 조명시스템의 작용효과는 다음과 같다.

즉, 고압 발생기(3)가 교류 전원을 승압하여 승압된 고압을 마그네트론(2)에 공급하면, 마그네트론(2)은 고압에 의해 발진하면서 마이크로파를 생성하고, 이 마이크로파는 도파관(4)을 통해 공진기(6) 내부로 방사하면서 전구(5) 내의 봉입된 물질을 방전하여 빛을 발생하며, 이 빛은 반사경(7)과 미러(M)에 의해 전방으로 반사하면서 공간을 밝힌다.

이때, 마그네트론(2)과 고압 발생기(3) 그리고 전구(5)에서는 높은 온도의 열이 발생하므로 제어부(미도시)에 의해 팬 모터(8c)가 구동하여 냉각팬(8b)을 회전시키는 동시에 팬 모터(8c)의 회전력은 구동풀리(11)와 중간풀리(13) 그리고 종동풀리(12)를 거쳐 전구(5)로 전달되어 그 전구(5)를 회전시킴으로써 상기한 마그네트론(2)과 고압 발생기(3) 그리고 전구(5)에서 발생한 열을 냉각한다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 제어부(미도시)에 의해 팬 모터(8c)가 구동하여 그 팬 모터(8c)의 일측 회전축에 결합한 냉각팬(8b)이 회전하고, 이 냉각팬(8b)이케이싱(1) 외부의 공기를 흡입하여 케이싱(1) 내부의 마그네트론(2)과 고압 발생기(3)로 불어 마그네트론(2)과 고압 발생기(3)에서 발생한 열을 냉각한다.

이와 함께 팬 모터(8c)의 타측 회전축에 결합한 구동풀리(11)가 냉각팬(8b)과 같은 속도로 회전하고, 제1 벨트(14)에 의해 구동풀리(11)와 결합한 중간풀리(13)가 회전하며, 제2 벨트(15)에 의해 중간풀리(13)와 결합한 종동풀리(12)가 회전하면서 그와 결합한 전구(5)를 회전하게 된다. 전구(5)는 밀폐한 반사경(7)의 내부에서 일정 속도로 회전하면서 반사경(7) 내부의 공기를 유동시켜 온도를 낮춘다.

여기서, 구동풀리(11)와 종동풀리(12)의 직경이 상이하거나 또는 중간풀리(13)의 각 풀리부 직경이 상이한 경우에는 냉각팬(8b)과 전구(5)의 각 회전속도를 달리 하여 냉각팬(8b)이나 전구(5)의 규격에 따라 각각의 적정한 회전속도를 조절할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치에 대한 변형예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일례에서는 팬 모터의 일측 회전축에 냉각팬을 결합하고 타측 회전축에는 풀리와 벨트를 이용하여 전구를 회전시키는 것이었으나, 본 변형예는 풀리와 벨트 대신에 기어를 이용하는 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이 본 변형예는, 팬 모터(8c)의 타측 회전축에 구동기어(16)를 장착하고, 기어부(미부호)를 복수 개 구비하고 그 중 어느 하나의 기어부가 구동기어(16)에 치합하는 중간기어(18)를 팬 모터(8c)의 일 측에 장착하며, 중간기어(18)의 다른 기어부와 치합하는 종동기어(17)를 전구(5)의 축부(5b)에 결합하여 이루어진다.

여기서도, 구동기어(16)와 종동기어(17)의 잇수를 달리하거나 또는 중간기어(18)의 각 기어부 잇수를 달리하여 냉각팬(8b)과 전구(5)의 회전속도를 조절할 수 있다.

또, 도 6에서와 같이 중간기어(18)를 제거하고 구동기어(16)와 종동기어(17)를 직접 치합할 수 있는데, 이 경우는 구동기어(16)와 종동기어(17)의 잇수를 상이하게 하여 전술한 냉각팬(8b)과 전구(5)의 회전속도를 조절할 수도 있다.

본 변형예에 의한 본 발명의 작용효과는 전술한 풀리와 벨트를 이용할 때와 대동소이하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

참고로, 팬 모터를 대신하여 전구의 축부에 전구모터를 장착하고, 그 전구모터의 타측 회전축에 구동풀리 또는 구동기어를 결합하며, 냉각팬에 종동풀리 또는 종동기어를 결합하여 전구모터의 회전력을 냉각팬에 전달할 수도 있다.

본 발명에 의한 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치는, 팬 모터 또는 전구모터의 타측 회전축과 이에 대응하는 전구 또는 냉각팬을 풀리와 벨트 또는 기어로 된 전동수단으로 결합하여 팬 모터 또는 전구모터 중에서 어느 한 개의 모터만으로 냉각팬과 전구를 함께 구동할 수 있도록 구성함으로써, 시스템 냉각을 위한 부품수를 줄여 생산비용을 절감하고 시스템을 용이하게 제어하며 모터열로 인한 케이싱 내부의 온도상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

Claims (9)

1. 케이싱의 내부에 장착하여 마이크로파를 발생하는 마그네트론과,

   마그네트론에 고압의 전원을 공급하도록 상기 케이싱의 내부에 장착하는 고압 발생기와,

   케이싱 외부의 공진기 내부에 구비하고 마이크로파에 의해 여기되어 봉입물질이 발광하는 전구와,

   케이싱의 일 측에 장착하여 그 케이싱 내부의 마그네트론과 고압 발생기를 냉각하는 냉각팬과,

   냉각팬에 결합하여 회전력을 발생하는 팬 모터와,

   팬 모터의 회전력을 전구에 전달하여 그 전구를 회전시키는 전동수단을 포함한 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전동수단은 팬 모터의 회전축에 결합하는 구동풀리와, 전구의 축부에 결합하는 종동풀리와, 구동풀리와 종동풀리를 결합하여 함께 회전하도록 하는 벨트로 구성한 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 팬 모터의 일 측에 풀리부를 복수 개 구비한 중간풀리를 더 설치하고,그 중간풀리의 어느 한 풀리부와 구동풀리를 제1 벨트로 결합하는 동시에 상기 중간풀리의 다른 풀리부와 종동풀리를 제2 벨트로 결합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 구동풀리와 종동풀리의 각 직경을 상이하게 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 중간풀리는 각 풀리부의 직경을 상이하게 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 전동수단은 팬 모터의 회전축에 결합하는 구동기어와, 전구의 축부에 결합하는 동시에 상기 구동기어와 치합하여 팬 모터의 회전력을 전구에 전달하는 종동기어로 구성한 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 팬 모터의 일 측에 기어부를 복수 개 구비한 중간기어를 더 설치하고, 그 중간기어의 어느 한 기어부와 구동기어를 치합하는 동시에 상기 중간기어의 다른 풀리부와 종동기어를 치합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 구동기어와 종동기어의 각 잇수를 상이하게 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 중간기어는 각 기어부의 잇수를 상이하게 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 조명시스템의 냉각장치.