KR100868315B1 - 페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 광출력을 증가시키고 발열을 감소시킬 수 있는 페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프에 관한 것이다.

본 발명은 서로 결합되는 한 쌍의 반원몸체(11)(13)로 이루어지고 발생되는 자계를 페라이트코어(10)의 중심으로 집중시키는 자계집중부(30)를 포함하는 페라이트코어(10)를 갖는 무전극 형광램프에 있어서, 상기 자계집중부(30)는 상기 페라이트코어(10)의 양측면 중앙에서 상부까지 상부를 향하여 좁혀지는 형상으로 소정각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 무전극 형광램프에 적용되는 페라이트코어의 각도를 조절하여 광출력을 증가시킬 수 있고, 발열을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

무전극, 형광램프, 페라이트, 코일, 발광

Description

페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프 {ELECTRODELESS FLUORESCENT LAMP HAVING FERRITE CORE}

도 1은 종래의 무전극 형광램프의 사시도.

도 2는 종래의 페라이트코어의 사시도.

도 3은 도 1의 무전극 형광램프에 적용되는 시스템의 블록도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 페라이트코어의 사시도.

도 5는 도 4의 측면도.

도 6은 종래의 페라이트코어에 의한 자계의 형성상태를 보인 무전극 형광램프의 평면도.

도 7은 본 발명의 페라이트코어에 의한 자계의 형성상태를 보인 무전극 형광램프의 평면도.

도 8은 무전극 형광램프의 외측면에서 전자계의 세기를 측정한 그래프.

도 9는 무전극 형광램프의 내측면에서 전자계의 세기를 측정한 그래프.

<도면부호의 간단한 설명>

10 : 페라이트코어 20 : 벌브

30 : 자계집중부

본 발명은 스팀의 열을 이용하여 음식을 조리할 수 있는 페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프에 관한 것이다.

일반적으로, 형광램프는 저압 방전램프로 전용의 안정기를 통해 형광램프내의 필라멘트에 전류를 흘리게 되며, 가열된 필라멘트에서 방출된 전자가 수은을 자극하여 자외선을 발생시킨다.

이때, 발생된 자외선이 유리관 내면에 도포된 형광물질을 자극하여 가시광선을 생성한다. 이에 반하여, 무전극 형광 램프는 기존의 램프와 다르게 가스가 봉입된 벌브 내부에 전극(필라멘트, 발광관)이 없는 대신 벌브 외부에 페라이트코어가 장치된 램프로서, 이 페라이트 코어에 고주파 스위칭(250kHz, 2.65MHz)이 가능한 특수 인버터(무전극램프용 전자식 안정기)로부터 에너지가 공급되면 램프에 자계가 발생하여 벌브 내부의 봉입 가스를 여기시켜 발광이 되는 원리로서 장수명, 고효율, 고연색의 혁신적 조명기기라 할 수 있다.

이러한 무전극 형광 램프는 소모 전력을 상당히 줄이고, 수명을 획기적으로 증가시킨다. 이에 따라 버려지는 중금속 가스를 줄일 수 있게 되므로, 무전극 형광 램프는 친환경적인 광원으로서 각광을 받고 있다.

이와 같은, 무전극 형광 램프의 원리는 1907년 PC. Hewitt에 의하여 제안 되었으며, 최근에는 여러 형태의 무전극 형광 램프들이 상품화되고 있다. 1991년에, Matsushita는 무전극 형광 램프인 'Everlight'를 소개하였다.

'Everlight'는 13.56MHz에서 동작하며 37.0 lm/W의 효율을 가진다. 1991년에, Philips는 2.65MHz에서 동작하고, 65.0 lm/W의 효율을 가지는 'QL' 램프를 선보였다. 1994년에, GE는 2.65MHz에서 동작하고, 48.0 lm/W의 효율을 가지는 'Genura'를 선보였다. 이어서 같은 해에 Osram은 0.25MHz에 서 동작하고, 75.0 lm/W의 효율을 가지는 'Endura'를 발표했다.

그러나, 이와 같은 종래의 무전극 형광 램프들은 비교적 높은 주파수에서 동작하므로 전자기파 장애의 원인이 될 수 있고, 구동 회로의 안정성을 떨어뜨리며, 아직도 전력 효율이 개선될 여지가 남아 있다.

종래에 제안된 무전극 형광램프를 더욱 자세히 설명하면 아래와 같다.

도 1은 종래의 무전극 형광램프의 사시도이고, 도 2는 종래의 페라이트코어의 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 무전극램프(1)는 벌브(3)와 페라이트 코어(5)로 구성된다.

상기 벌브(3)는 내부에 봉입가스를 밀봉하고 있으며, 그 단면은 원형이고 전체적으로는 도우넛 형태로 굴곡된다. 벌브(3)는 원형으로 굴곡되며, 굴곡된 내부는 마치 도넛츠와 같이 비어있다.

상기 벌브(3) 내부는 일반 형광등처럼 전극(필라멘트, 발광관)이 없으며, 다양한 혼합가스가 봉입되어 있다.

상기 페라이트 코어(5)는 상기 벌브(3)에 장착되어 있는데, 2개가 서로 대향되도록 배치되어 있다.

도 3은 도 1의 무전극 형광램프에 적용되는 시스템의 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 페라이트 코어(5)는 고주파 발생기(7)의 일부로서, 고주파 발생기(7)의 회로 유닛에 연결된다. 상기 고주파 발생기(7)는 외부 전원(9)에 연결되어 전력을 공급받는다.

상기 조명 시스템의 고주파 발생기(7)는 EMI(Electromagnetic Interference)필터, 정류기, PFC(Power Factor Correction)회로, DC/AC인버터 및 발진제어회로를 포함하고 있다.

상기 무전극 램프(1)는 방전관 내부에 일반 형광등에서 가지는 필라멘트(filament)나 발광판 등이 없이 무전극으로 빛을 방출할 수 있는 광원이다.

상기 무전극 램프(1)는 페라이트(ferrite)코어(5)에 감긴 코일을 통하여 상기 고주파 발생기(7)로부터 고주파 AC 전원을 인가 받는다. 상기 무전극 램프(1)에 장착된 페라이트 코어(5)는 방전관의 양쪽에 하나씩 설치된다.

이때, 두 페라이트 코어(5)들에 감긴 코일들의 한 단자는 서로 연결되고, 각 코일의 한 단자씩이 상기 고주파 발생기(7)로부터 고주파 AC 전원을 인가 받는다.

상기 고주파 발생기(7)로부터 고주파 AC 전원이 인가되면, 상기 무전극 램프(1)의 두 페라이트 코어(5)들에 감긴 코일들의 동작에 따라 방전관 내부에는 유도 전계가 발생된다.

이와 같이 발생된 유도 전계에 의하여 방전관 내부의 봉입 가스(수은)와 같 은 불활성 가스가 여기되고, 이에 따라 발생되는 전자들이 다른 입자들을 다시 여기 시키면서 고 에너지 가스 입자들에 의한 자외선이 만들어진다.

이때, 방전관 내부에 도포된 삼파장 형광 물질과 자외선이 반응하여 가시 광선이 최종적으로 방출된다. 상기 무전극 램프(1)는 메탈 램프나 나트륨 램프와 같은 일반 전극 램프와 달리 긴 수명이 보장되므로 중금속 가스의 오염을 줄이고 친환경적 광원을 제공한다.

그러나, 종래의 무전극 형광램프는 페라이트코어에서 발생되는 발열이 약150도(표면온도)이므로, 램프가 안정적으로 작동되기 어렵고, 코어의 높은 온도에 의해 광출력이 저하되는 구조적인 문제점이 있다.

따라서, 높은 발열에 의해 실내와 같은 밀폐된 공간에서는 작동온도가 더욱 증가하기 때문에 일반형광등의 대체용으로 적합하지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 광출력을 증가시킬 수 있는 페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 발열을 감소시킬 수 있는 페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 목적을 구현하기 위한 본 발명은 서로 결합되는 한 쌍의 반원몸체(11)(13)로 이루어지고 발생되는 자계를 페라이트코어(10)의 중심으로 집중시키는 자계집중부(30)를 포함하는 페라이트코어(10)를 갖는 통상의 무전극 형광램프에 있어서, 상기 자계집중부(30)는 상기 페라이트코어(10)의 양측면 중앙에서 상부까지 상부를 향하여 좁혀지는 형상으로 소정각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 자계집중부의 경사각도는 4~6도인 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명은 페라이트코어에서 발생되는 자계를 페라이트코어 쪽으로 집중시킬 수 있으므로, 벌브에서 발생되는 광출력을 증대시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 대한 일 실시예를 도면을 토대로 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 페라이트코어의 사시도이고, 도 5는 도 4의 측면도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프에 있어서, 상기 페라이트코어(10)는 발생되는 자계를 상기 페라이트코어(10)의 중심으로 집중시키는 자계집중부(30)를 포함한다.

여기서, 페라이트코어(10)는 벌브(20)에 끼워져 설치된다. 그리고, 벌브(20) 에는 Ar, Ne, Kr, Hg 등의 불활성 가스가 충전된다. 이때, 페라이트코어(10)에서 자계가 발생되면서 페라이트코어(10)에 가깝게 자계가 형성되므로 벌브(20)에서 출력되는 광은 증가된다.

상기 자계집중부(30)는 상기 페라이트코어(10)의 양측면 중앙에서 상부까지 상부를 향하여 좁혀지는 형상으로 소정각도로 경사지게 형성된 것이 바람직하다.

여기서, 페라이트코어(10)를 징크(Zn)와 망간(Mn)으로 구성되어 제조되며, 제조된 페라이트코어(10)의 양측면을 소정각도로 깍아서 경사면을 형성하거나, 페라이트코어(10)의 양측면을 미리 경사면을 형성하여 제조할 수도 있다.

상기 자계집중부(30)의 경사면은 4~6도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 경사면은 5도로 경사지는 것이 매우 바람직하다.

상기 페라이트코어(10)가 서로 결합되는 한 쌍의 반원몸체(11)(13)로 구성되며, 상기 한 쌍의 반원몸체(11)(13) 중 어느 하나에 상기 자계집중부(30)가 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 한 쌍의 반원몸체(11)(13)는 서로 대칭되게 형성되는 것이 바람직하며, 하나의 반원몸체(11)에 자계집중부(30)가 형성되고 다른 하나의 반원몸체(13)에는 코일(미도시)이 감기게 된다.

한편, 도 6은 종래의 페라이트코어에 의한 자계의 형성상태를 보인 무전극 형광램프의 평면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자계집중부(30)를 구비하지 않은 종래 의 페라이트코어(5)에서는 자계가 나비의 날개처럼 크게 형성되고 있다. 따라서, 넓게 퍼진 자계의 형성에 의해 벌브(3)의 광출력은 적게 출력된다.

그리고, 도 7은 본 발명의 페라이트코어에 의한 자계의 형성상태를 보인 무전극 형광램프의 평면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자계집중부(30)를 구비한 페라이트코어(10)에서는 자계가 페라이트코어(10)를 중심으로 작게 형성되고 있다.

따라서, 페라이트코어(10)를 중심으로 작게 형성되는 자계에 의해 벌브(20)의 광출력은 종래의 출력보다 증대된다.

도 8은 본 발명의 무전극 형광램프의 외측면에서 전자계의 세기를 측정한 그래프이이고. 도 9는 본 발명의 무전극 형광램프의 내측면에서 전자계의 세기를 측정한 그래프이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 0도, 2.5도, 5도, 7.5도로 경사진 각각의 페라이트코어를 설치한 무전극 형광램프들에서 측정된 자계를 보인 것으로, 측정거리별로 전자계의 세기를 보여주고 있다. 이때, 5도로 경사진 페라이트코어는 그래프에서 삼각형상 포인트로 이루어진 것으로, 5도로 경사진 페라이트코어를 설치한 무전극 형광램프에서 가장 높은 전자계가 측정되었다.

도 8에서 자계의 측정위치는 벌브(20)의 중앙부분에서 외측이고, 도 9에서 자계의 측정위치는 벌브(20)의 중앙부분에서 내측이다.

이와 같이, 본 발명은 자계가 페라이트코어에 집중되게 형성되어 무전극 형광램프에서 출력되는 광출력이 증대되므로, 가정이나 일반사무실 등에서 형광등을 대체할 수 있는 친환경적인 매우 유익한 발명이다.

또한, 페라이트코어에 자계가 집중됨과 동시에 종래에 비해 발열이 감소되는 이점이 있다.

본 발명은 상술한 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 간주한다.

본 발명은 무전극 형광램프에 적용되는 페라이트코어의 각도를 조절하여 광출력을 증가시킬 수 있고, 발열을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 서로 결합되는 한 쌍의 반원몸체(11)(13)로 이루어지고 발생되는 자계를 페라이트코어(10)의 중심으로 집중시키는 자계집중부(30)를 포함하는 페라이트코어(10)를 갖는 통상의 무전극 형광램프에 있어서,

   상기 자계집중부(30)는 상기 페라이트코어(10)의 양측면 중앙에서 상부까지 상부를 향하여 좁혀지는 형상으로 소정각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프.
3. 제 2항에 있어서, 상기 자계집중부(30)의 경사각도는 4~6도인 것을 특징으로 하는 페라이트코어를 갖는 무전극 형광램프.

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