KR100858701B1 - 무전극 형광램프용 벌브 배기장치 - Google Patents

무전극 형광램프용 벌브 배기장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무전극 형광램프용 벌브 배기장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 배기장치는 적어도 하나 이상의 아말감이 수용된 배기관을 가지는 스템이 접합된 벌브; 상기 벌브가 안착되어 상기 배기관이 하방으로 노출될 수 있도록 하는 벌브시트와 가열수단이 구비된 가열챔버; 상기 가열챔버 하방에 배치되며, 상기 배기관이 결합되는 어댑터(116)가 구비된 배기용의 배기덕트; 및 상기 아말감이 수용된 배기관을 수용하며, 상기 가열챔버 내부공간과 격리되어 형성되며, 냉각수단이 구비된 냉각챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 기존 배기장치에 비해 아말감이 수용된 배기관을 냉각하여, 증발된 수은이 배기관을 통해 배출되는 것을 방지하므로 무전극 형광램프는 최적의 수은 증기압에서 작동하며 조명효과가 뛰어나고 장기간의 수명을 가지게 된다.
무전극 형광램프, 배기장치, 냉각챔버

Description

무전극 형광램프용 벌브 배기장치{Air exhausting apparatus for electrode less fluorescent lamp bulbs}
도 1 은 무전극 형광램프의 결합 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 종래기술에 따른 무전극 형광램프용 벌브 배기장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 무전극 형광램프용 벌브 배기장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 벌브 11 : 방전공간
12 : 형광물질 20 : 스템
21 : 안테나 수용부 22 : 배기관
23 : 아말감 30 : 베이스
40 : 안테나 100 : 가열수단
102 : 가열챔버 104 : 벌브시트(seat)
106 : 냉각챔버 110 : 배기덕트 112 : 저진공펌프 114 : 고진공펌프 116 : 어댑터(adaptor) 200 : 냉각수단
본 발명은 무전극 형광램프의 제조과정 중 벌브 내에 방전가스를 봉입하기 위해 이용되는 배기장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아말감이 수용된 배기관을 가열챔버 내부공간과 격리되고, 냉각기가 구비된 냉각챔버에서 냉각함으로써, 배기공정 중 아말감이 가열되어 수은이 증발하는 것을 방지하도록 한 무전극 형광램프용 벌브 배기장치에 관한 것이다.
일반적으로 무전극 형광램프는 벌브 내에 전형적인 희가스인 아르곤, 크립톤 등과 수은이 혼합된 혼합기체를 외부에서 인가되는 고주파 전원에 의해 방전시켜 수은에서 방사되는 자외선이 벌브 내면에 도포되어 있는 형광체를 통하여 가시광선으로 발광되는 것이다. 이러한, 무전극 형광 램프는 전극을 사용하지 않으므로 통상적으로 사용되고 있는 형광램프에 비하여 8 내지 10배의 수명을 갖고 있고, 조명 효과가 우수한 특징을 가지고 있다.
위와 같은 무전극 형광 램프는 도 1 에 도시된 바와 같이, 내부에 방전공간(11)이 형성된 벌브의 하단부에 스템(20)이 접합되며, 이 스템을 보호하기 위하여 벌브 하측에는 베이스(30)가 결합되어 구성된다. 상기 스템(20)은 벌브 내측으로 방전공간(11)과 구획된 안테나 수용부(21)를 구비하며, 하방으로는 방전공간과 연통된 배기관(22)을 구비한다. 상기 배기관은 벌브 내부의 공기 및 불순물을 배기하기 위한 것으로 방전가스의 봉입공정 후 팁 오프(tip off)하여 밀봉한다. 이 때 배기관이 안테나 수용부 측방으로 2개 구비된 것은, 일측 배기관(22a)내에 아말감(23)을 수용하고 타측 배기관(22b)으로 배기공정 및 방전가스의 봉입을 수행하기 위함이다.
이 때, 벌브 내부의 공기 및 불순물을 제거하기 위하여 배기장치가 이용된다.
도 2 는 종래 배기장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다. 상기 배기장치는, 가열챔버(102) 내에 스템이 접합된 벌브(10)가 놓이며, 상측에 가열수단(100)이 구비되고, 하방으로는 배기관이 연결되는 어댑터 (116)와 진공펌프(112, 114)가 구비된 배기덕트가 제공된다.
무전극 형광램프는 안테나에서 고주파 자기장이 발생되면 벌브 내부에서 발광이 이루어지게 되는데, 먼저 방전공간 내부에 충진된 수은원자가 자외선을 방사시키고, 상기 발광에 의해 벌브 내부의 온도가 상승하여 일정 온도 이상이 되면 배기관에 수용된 아말감에서 수은 원자를 방출시켜 발광이 이루어지게 된다. 따라서, 무전극 형광램프의 광출력은 벌브 내부의 수은 증기 압력에 중요하게 의존한다.
종래에는 벌브 내부의 공기 및 불순물의 배기과정에서 고온 가열 챔버등에 의하여 벌브가 전체적으로 가열되므로 아말감(23)이 수용된 배기관(22a)의 온도도 더불어 높아지게 되어 아말감이 가열됨으로써 확산된 수은이 벌브 내면에 흡착되거나, 배기과정 중 그 수은량이 감소하게 되므로 무전극 형광램프가 최적 범위의 수은 증기압에서 작동할 수가 없게 되어, 무전극 형광램프의 광속이 저하되어 조명효 과가 떨어지고 조기 흑화진행으로 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 상기 벌브 내부의 공기 및 불순물을 배기하는 과정에서, 아말감이 수용된 배기관을 냉각챔버에 수용시키고, 냉각기를 이용하여 냉각챔버내의 온도를 수은확산 온도(약 74℃)이하로 냉각시켜 배기공정 중 아말감이 가열되어 수은이 증발하여 배기관을 통해 배출되는 것을 방지하는 무전극 형광램프의 배기장치를 제공하는 것이다.
이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 무전극 형광램프용 벌브 배기장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.
본 발명은 적어도 하나 이상의 아말감이 수용된 배기관(22a)을 가지는 스템이 접합된 벌브(10)의 배기장치에 있어서, 상기 벌브(10)가 안착되어 상기 배기관(22a)이 하방으로 노출될 수 있도록 하는 벌브시트(104)와 가열수단(100)이 구비된 가열챔버(102); 상기 가열챔버 (102) 하방에 배치되며, 상기 배기관이 결합되는 어댑터(116)가 구비된 배기용의 배기덕트(110); 및 상기 아말감이 수용된 배기관(22a)을 수용하며, 상기 가열챔버 내부공간과 격리되어 형성되며, 냉각수단(200) 이 구비된 냉각챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프용 벌브 배기 장치이다.
본 발명인 무전극 형광램프용 벌브 배기장치를 이용하여 벌브 내의 공기 및 불순물 배기과정을 자세히 설명하면 다음과 같다.
가열챔버(102) 내에 적어도 하나 이상의 아말감이 수용된 배기관 (22a)을 가지는 스템이 접합된 벌브(10)를 상기 배기관이 하방으로 노출될 수 있도록 벌브시트(104)에 안착시키고, 상기 배기관(22b)을 배기덕트 (110)의 어댑터(116)에 결합시킨다. 도 3 은 두 개의 배기관을 가지는 스템인 경우의 예를 도시하고 있으나, 아말감 수용과 배기과정이 하나의 배기관을 통해 이루어지는 무전극 형광램프용 벌브의 배기과정에도 적용할 수 있다.
이 후, 가열수단(100)를 이용하여 약 550℃의 온도로 가열하면서 진공 배기를 수행하며 벌브 내부의 공기 및 불순물을 제거하는 단계가 행하여진다. 진공도를 높이기 위하여 저진공과 고진공을 위한 진공펌프가 차례로 작동 되는 것이 바람직하다. 저진공(112)을 위한 로터리 펌프와 고진공(114)을 위한 터보 펌프 또는 크라이오 펌프를 사용할 수 있으며, 진공도에 따라서 다른 종류의 진공펌프도 사용이 가능하다. 벌브내부의 온도를 높이기 위하여 가열챔버에는 가열수단이 구비되며, 히터 등 통상의 가열수단을 이용할 수 있다.
이 때, 내부 온도가 550℃정도의 가열챔버에서 배기과정이 이루어 지기 때문에 벌브 뿐만 아니라 아말감(23)이 수용된 배기관(22a)의 온도도 더불어 상승하게 된다. 따라서 아말감이 수용된 배기관(22a)을 냉각하지 않는다면 배기과정에서 아말감으로부터 수은이 증발하여 배출되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 배기과정 중 아말감(23)이 가열되어 확산된 수은 증기의 벌브 내면 부착 및 수은량 감소를 방지하기 위하여, 아말감(23)이 수용된 배기관(22a)을 가열챔버 내부공간과 격리된 냉각챔버(106)내에 수용하고, 냉각수단(200)을 구비하여 수은 확산온도(약 74℃)이하로 냉각시켜주는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 냉각수단(200)은 냉동사이클에 통상적으로 이용되는 냉각장치로서 응축기, 압축기, 증발기, 감압장치 및 냉매로 구성되는 것이 바람직하고, 냉각챔버에 주입구 및 방출구를 설치하여 외부에서 냉각된 공기를 주입하여 내부를 냉각하는 수단도 사용할 수 있으며, 냉각챔버(104)내에 설정된 최적온도로 냉각할 수 있는 것이면 다른 종류의 냉각수단을 이용할 수 있다.
본 발명은 아말감이 수은으로 확산되는 온도인 약 74℃ 이하로 냉각시키는 것이고, 냉각수단(200)을 이용하여 냉각챔버내의 온도를 10℃ 이하로 냉각시키는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 냉각챔버(108)내의 온도를 검출하여 신호를 출력하는 온도검출기; 상기 온도검출기의 출력신호를 이용하여 상기 냉각챔버 (108)내의 온도를 설정온도로 제어하는 제어부; 및 상기 설정온도 및 검출온도를 디스플레이 하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시부를 통하여 냉각챔버내의 온도를 육안으로 쉽게 확인할 수 있으며, 온도검출부 및 제어부를 이용하여 신속하고 효과적인 온도제어가 가능하다.
배기과정 후에는 상기 방전가스 주입구를 이용하여 벌브내부로 연통된 배기관(22b)을 통하여 방전가스를 주입하는 과정이 이루어지고, 주입 후에는 배기관의 끝을 팁오프(tip off)함으로써 벌브의 가스 봉입이 완료된다.
상기 실시예 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 실시예나 도면에 의해 한정되지 않는다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 무전극 형광램프용 벌브 배기장치는 아말감이 수용된 배기관을 수은확산온도 이하로 냉각함으로써, 확산에 의한 수은 증기의 벌브 내면 흡착현상과 배기과정 중 수은의 양이 감소하는 문제점이 해결되어, 본 발명에 의해 제조되는 무전극 형광램프는 최적의 수은 증기압의 범위에서 작동하므로 조명효과가 뛰어나고 장기간의 수명을 가지게 된다.

Claims (3)

  1. 적어도 하나 이상의 아말감이 수용된 배기관(22a)을 가지는 스템이 접합된 벌브(10)의 배기장치에 있어서,
    상기 벌브(10)가 안착되어 상기 배기관(22a)이 하방으로 노출될 수 있도록 하는 벌브시트(104)와 가열수단(100)이 구비된 가열챔버(102);
    상기 가열챔버(102) 하방에 배치되며, 상기 배기관이 결합되는 어댑터(116)가 구비된 배기용의 배기덕트(110); 및
    상기 아말감이 수용된 배기관(22a)을 수용하며, 상기 가열챔버 내부공간과 격리되어 형성되며, 냉각수단(200)이 구비된 냉각챔버(106);를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프용 벌브 배기장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각챔버(106)내의 온도를 검출하여 신호를 출력하는 온도검출기;
    상기 온도검출기의 출력신호를 이용하여 상기 냉각챔버(106)내의 온도를 설정온도로 제어하는 제어부; 및
    상기 설정온도 및 검출온도를 디스플레이하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프용 벌브 배기장치.
  3. 삭제
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