KR100932450B1 - 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치 - Google Patents

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Abstract

조명 시설에 설치되어 발광하는, 적어도 두 개의 발광부를 구비한 무전극 램프 장치에 있어서, 적어도 두 개의 발광부를 포함하여 발광 광도 및 조명 색감을 달리할 수 있는 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치가 제시된다. 본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치는 조명 시설에 부착되는 지지부, 자기장 발생을 제어하는 제어부, 제어부에 연결되어 자기장을 발생시키는 발진부, 발진부에서 발생한 자기장에 의해 발광하는 제1 발광부, 발진부에서 발생하는 자기장에 의해 발광하는 제2 발광부, 및 제1 발광부 또는 제2 발광부 중 적어도 어느 하나의 발광을 선택적으로 차단하는 차단부를 포함하고, 제1 및 제2 발광부의 내벽은 형광물질로 코팅되어 있고, 각각의 내부는 아르곤 및 크립톤 혼합 가스와 아말감으로 충전되어 있어서, 상황에 따라 조명 강도 또는 조명 색깔을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 발광부가 설치되는 공간을 컴팩트하게 구성할 수 있어 공간 절약의 효과를 가질 수 있다.
무전극, 램프, 다중, 발광부.

Description

다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치 {Induction Electrodeless Lamp Having multi-emitting part}
본 발명은 무전극 램프 장치에 관한 것으로, 발진부에서 발생한 자기장에 의해 발광하는 제1 발광부 및 제1 발광부의 둘레를 감싸고 있으며 상기 발진부에서 발생한 자기장에 의해 발광하는 제2 발광부, 및 제1 발광부 및 제2 발광부를 선택적으로 발광시킬 수 있는 차단부를 포함하여 조명 강도 또는 조명 색감을 조정할 수 있는 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치에 관한 것이다.
오늘날 효율이 낮은 백열(incandescent) 램프를 개선하여 고효율 형광 램프를 개발하려는 많은 노력이 진행 중에 있다. 백열 램프에 비하여 상대적으로 효율이 높은 램프로서 가스 방전 램프(gas discharge lamp)가 있다. 가정이나 외부에서 일반적으로 사용되는 가스 방전 램프는 두 단자 사이에 채워진 수은과 같은 가스 입자를 고에너지로 여기시키고, 여기된 가스 입자가 형광 물질에서 방전할 때 빛이 발생되도록 한다. 그러나, 이와 같은 가스 방전 램프의 경우에, 방전관 내부에 단자가 삽입되는 형태로 되어 있어, 수명이 단축되는 단점이 있다. 또한, 이와 같은 짧은 수명은 가스 방전 램프에 채워지는 가스, 예를 들어, 수은과 같은 중금속에 의한 심각한 환경 오염을 야기시킨다.
이에 반하여 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 0.25MHz에서 동작하고, 75.0 lm/W의 효율을 가지는 'Endura'를 발표했다.
그러나, 이와 같은 종래의 무전극 형광 램프들은 아직도 에너지 효율, 설치 공간 절약 및 발광 광도 조절이 개선될 여지가 남아 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 컴팩트(compact)한 설치 공간에 장착되어 공간 효율을 개선할 수 있는 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 복수의 발광부의 선택적으로 발광시킬 수 있어, 상황에 따라 필요한 광도를 조절할 수 있는 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 복수의 발광부의 조명 색감을 다르게 구현하여, 원하는 색감으로 선택적으로 조명할 수 있는 무전극 램프 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치는 조명 시설에 부착되는 지지부, 상기 지지부에 연결되어 자기장 발생을 제어하는 제어부, 상기 제어부에 연결되어 자기장을 발생시키는 발진부, 상기 발진부에 의해 일부가 둘러싸여 있으며 상기 발진부에서 발생한 자기장에 의해 발광하는 제1 발광부, 상기 발진부에 의해 일부가 둘러싸여 있으며 상기 제1 발광부 주위를 둘러싸는 제2 발광부, 및 상기 제1 발광부 또는 제2 발광부 중 적어도 어느 하나의 발광을 선택적으로 차단하는 차단부를 포함하고, 상기 제1 발광부는 중간부분이 연결된 U자 형상의 튜브이고, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부의 내벽은 형광물질로 코팅되어 있으며, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부의 내부는 아르곤 및 크립톤 혼합 가스와 아말감으로 충전되고, 상기 차단부 는 제1 발광부 또는 제2 발광부 중 적어도 어느 하나의 내부 전자 흐름을 선택적으로 차단함을 특징으로 한다.
바람직하게, 제1 발광부의 표면에는 홈이 형성되어 있으며, 제2 발광부는 상기 홈을 따라 형성되어 있다.
바람직하게, 상기 제2 발광부는 상기 제1 발광부와는 다른 색깔의 빛을 발광하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제1 발광부는 상기 제어부와 멀어질수록 부피가 확대되도록 구성할 수 있어서, 조명 효율을 극대화할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치에 의하면, 본 발명의 제1 발광부인 주발광부 주위에 제2 발광부인 보조발광부가 감싸도록 형성되어 설치 공간을 줄일 수 있으므로, 설치 공간을 컴팩트하게 구성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치에 의하면, 주발광부와 보조발광부를 선택적으로 발광시킬 수 있는 차단부를 구비하여 시간 및 장소에 따라 조명 강도를 다르게 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치에 의하면, 주발광부와 보조발광부의 조명 색깔을 다르게 구현할 수 있어 사용자의 다양한 요구를 만족시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(100)의 정면도를 도시하고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도를 도시한다.
본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(100)는 조명 시설에 부착되는 지지부인 램프홀더(110), 램프홀더(110)에 연결되어 자기장 발생을 제어하는 제어부(130), 제어부(130)에 연결되어 자기장을 발생시키는 발진부(150), 발진부(150)에 의해 일부가 둘러싸여 있으며 발진부(150)에서 발생한 자기장에 의해 발광하는 제1 발광부인 주발광부(160), 발진부(150)에 의해 일부가 둘러싸여 있으며 주발광부(160) 주위를 둘러싸는 제2 발광부인 보조발광부(170) 및 주발광부(160) 또는 보조발광부(170) 중 적어도 어느 하나의 발광을 선택적으로 차단할 수 있는 차단부를 포함하며, 제어부(130)는 제어부 하우징(120) 내부에 있고, 제어부 하우징(120)과 주발광부(160) 사이에는 연결부(140)에 의해 연결되어 있다.
지지부인 램프홀더(110)는 본 발명의 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(100)의 상부에 구비되어 있다. 램프홀더(110)는 공원, 터널, 주차장 등에 설치될 수 있는 조명 시설에 결합되어, 본 발명의 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(100)가 설치되고자 하는 조명 시설에 안정적으로 결합되도록 한다. 본 발명 에 다른 램프홀더(110)는 일반적으로 사용되는 램프의 소켓과 유사한 구조를 가질 수 있다.
램프홀더(110)의 하부는 제어부 하우징(120)이 연결되어 있으며, 제어부 하우징(120) 내부에 발진부(150)를 제어하는 제어부(130)가 존재한다. 제어부(150)는 발진부(150) 내부의 코일(152)로 전류가 선택적으로 흐르도록 함으로써 발진부(150)에서 자기장이 형성되도록 한다.
제어부 하우징(120)의 하부에 연결부(140)가 구비되는데, 본 발명에 따른 연결부(140)는 수지재질 또는 베니어 재질 등으로 형성될 수 있으며, 제어부 하우징(120)과 주발광부(160) 사이를 연결하는 역할을 한다.
주발광부(160)는 U자 형상의 튜브이며, 도 1에 도시된 것처럼, 그 상부 중앙이 연결되어 있다. 주발광부(160)의 튜브 내벽에는 형광물질이 코팅되어 있으며, 튜브의 내부는 아르곤 및 크립톤 혼합 가스와 아말감(amalgam)이 충전되어 있다. 바람직하게, 주발광부(160) 내부에는 0.3 torr (1torr = 1.34MBAR)의 아르곤 및 크립톤 혼합 가스가 충전되고, 스팀 형태의 아말감이 5MBAR의 압력으로 충전될 수 있다.
주발광부(160)의 상부 중앙 연결부 주위에는 환형의 발진부(150)가 구비된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 발진부(150)는 제어부(130)에 연결된 코일(152)을 포함한다. 코일(152)로 흐르는 전류에 의해, 환형의 발진부(150) 둘레로 자기장이 형성되며, 이러한 자기장은 패러데이의 법칙(Faraday's law)에 따라 주발광부(160) 또는 보조발광부(170) 내부에 전자의 흐름을 유도한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 보조발광부(17)는 주발광부(160) 주위를 감싸고 있는 튜브 형태이다. 보조발광부(170)의 튜브 내벽에는 형광물질이 코팅되어 있으며, 튜브의 내부는 아르곤 및 크립톤 혼합 가스와 아말감이 충전되어 있으며, 바람직하게, 보조발광부(170) 내부에는 0.3torr의 아르곤 및 크립톤 혼합 가스가 충전되고, 스팀 형태의 아말감이 5MBAR의 압력으로 충전될 수 있다. 또한, 보조발광부(17) 역시 주발광부(160)와 마찬가지로, 일부가 발진부(150)에 의해 둘러싸여 있어서, 발진부(150)에서 발생한 자기장에 의해 보조발광부(170) 내부의 전자의 흐름이 유도된다. 이에 의해, 보조발광부(170)의 발광이 이루어진다.
주발광부(160)의 둘레로 홈이 형성될 수 있으며, 이러한 홈을 따라서 보조발광부(170)가 설치될 수 있다.
주발광부(160)와 보조발광부(170)는 동일한 종류로 구성될 수 있으며, 이 때에는 주발광부(160)와 보조발광부(170)가 동일한 색깔로 발광할 수 있다. 또한, 보조발광부(170)는 주발광부(160)와는 다른 색깔로 발광할 수 있도록 구성할 수 있다. 이 때에는 주발광부(160) 또는 보조발광부(170) 중 어느 하나만을 발광시켜, 시간과 장소에 따라 다른 색감으로 조명을 행할 수 있으므로, 사용자의 다양한 취향을 만족시킬 수 있는 장점이 있다. 보조발광부(170)가 주발광부(160)와는 다른 색깔로 발광하도록 하기 위해, 보조발광부(170)의 튜브 외벽은 원하는 색깔로 코팅될 수 있다.
본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(100)는 차단부를 더 구비할 수 있는데, 이러한 차단부는 주발광부(160) 및 보조발광부(170) 내부의 전 자의 흐름을 선택적으로 차단할 수 있다. 차단부에 의해 주발광부(160)만을 발광시키거나, 보조발광부(170)만을 선택적으로 발광시킬 수 있으며, 아니면, 이들 모두를 동시에 발광시킬 수 있다. 예를 들어, 차단부는 주발광부(160) 및 보조발광부(170) 내부에 설치되는 차단부재로 구성될 수 있으며, 차단부재는 전자의 흐름을 차단하는 수지재질 등으로 구성될 수 있다. 이러한 차단부재가 주발광부(160) 및 보조발광부(170) 각각의 튜브 내부의 면적을 선택적으로 개폐함으로써 전자의 흐름을 선택적으로 차단할 수 있다. 차단부는 제어부(130)에 의해 제어될 수 있다.
본 실시예에서는 무전극 램프 장치(100)가 하나의 주발광부(160) 및 하나의 보조발광부(170)만을 구비하여 두 개의 발광부를 포함하는 구성을 설명하였지만, 발광부의 수는 반드시 두 개에 한정되는 것은 아니며, 세 개 이상도 가능함은 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(100)의 작동 및 효과를 설명한다.
본 발명의 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(100)의 작동원리를 간략히 설명하면 다음과 같아. 제어부(130)로부터 발진부(150)의 코일(152)로 전원이 공급되면, 발진부(150)에는 자기장이 형성된다. 패러데이 법칙에 따라, 제1 발광부(160) 또는 제2 발광부(170) 중 적어도 어느 하나의 내부에는 자기장에 의한 전자의 흐름이 유도되며, 이러한 전자의 흐름은 혼합 가스 및 아말감과 반응하여 자외선을 만들어내게 된다. 이것은 다시 제1 발광부(160) 또는 제2 발광부(170) 내벽에 코팅된 형광물질을 통과하면서 가시광선으로 최종 방출하게 됨으로써, 원하는 장소에서 조명의 기능을 수행하게 된다.
본 발명의 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(100)는 극장, 백화점, 터널, 공공시설뿐만 아니라 가정용으로도 사용될 수 있는데, 낮과 같이 조명 강도를 줄여도 되는 때에는 주발광부(160) 또는 보조발광부(170) 중 어느 하나만을 작동시켜 에너지 소모를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 흐린 날이나 밤과 같이 조명 강도를 높여야 할 때에는 주발광부(160) 및 보조발광부(170)를 모두 작동시켜 원하는 조명 강도를 얻을 수 있다. 이 때에는, 보조발광부(170)가 주발광부(160)와 동일한 색깔로 발광되도록 구성되는 것이 바람직하다.
보조발광부(170)가 주발광부(160)와는 다른 색깔로 발광되도록 구성되어 있는 경우, 사용자는 주발광부(160) 또는 보조발광부(170) 중 어느 하나만을 발광시켜 원하는 분위기의 조명을 연출할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(100)는 하나의 발진부(150)와 차단부에 의해 주발광부(160)와 보조발광부(170)를 선택적으로 발광시키거나 이들 모두를 동시에 발광시킬 수 있으므로, 전체 장치를 컴팩트하게 구성할 수 있다는 장점을 가진다.
도 3은 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치(200)의 변형 실시예를 도시한 측면도이다.
본 변형 실시예는 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치의 일 예에 대해 설명한다. 도 3에 도시한 무전극 램프 장치(200)는 주발광부(260)의 형태를 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시한 무전극 램프 장치(100)와 실질적으로 유사하다. 이 하에서는 상술한 실시예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭과 200번 대의 도면부호를 사용하고 중복되는 설명은 간략화를 위해 생략하기로 한다.
도 3을 참조하여, 본 변형 실시예에서의 주발광부(260)는 상부 중앙 부분이 연결된 U자 형상을 가질 뿐만 아니라, 하부의 부피가 커진 버섯 형상을 가진다.
본 변형 실시예에 따라 주발광부(260)를 구성하게 되면, 발광 영역이 확대되므로, 조명의 균일성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 이러한 주발광부(260)의 형상은 활동 공간의 증대에 의해 발광에 사용되는 물질인 알마감을 더욱 활성화시킬 수 있어, 에너지 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
도 1은 본 발명에 따른 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치의 정면도이다;
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다;
도 3은 본 발명의 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치의 변형 실시예를 도시하는 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : 무전극 램프 장치 110, 210 : 램프홀더
120, 220 : 제어부 하우징 130, 230 : 제어부
140, 240 : 연결부 150, 250 : 발진부
152, 252 : 코일 160, 260 : 주발광부
170, 270 : 보조발광부

Claims (4)

  1. 조명 시설에 설치되어, 발광하는 무전극 램프 장치에 있어서,
    상기 조명 시설에 부착되는 지지부;
    상기 지지부에 연결되어, 자기장 발생을 제어하는 제어부;
    상기 제어부에 연결되어, 자기장을 발생시키는 발진부;
    상기 발진부에 의해 일부가 둘러싸여 있으며, 상기 발진부에서 발생한 자기장에 의해 발광하는 제1 발광부;
    상기 발진부에 의해 일부가 둘러싸여 있으며, 상기 제1 발광부 주위를 둘러싸는 긴 튜브 형상의 제2 발광부; 및
    상기 제1 발광부 또는 제2 발광부 중 적어도 어느 하나의 발광을 선택적으로 차단하는 차단부;
    를 포함하고,
    상기 제1 발광부는 상부 중간 부분이 연결된 U자 형상의 튜브이고 상기 발진부가 상기 제1 발광부의 상부 중간 부분을 둘러싸고 있으며, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부의 내벽은 형광물질로 코팅되어 있고, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부의 내부는 아르곤 및 크립톤 혼합 가스와 아말감으로 충전되며, 상기 발진부는 상기 제어부와 연결되어 자기장을 형성하는 코일을 구비하며, 상기 차단부는 상기 제1 발광부 또는 제2 발광부 중 적어도 어느 하나의 내부 전자 흐름을 선택적으로 차단함으로써 상기 제1 발광부 또는 상기 제2 발광부 중 적어도 어느 하 나를 선택적으로 발광시키는 것을 특징으로 하는 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 발광부의 표면에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 제2 발광부는 상기 홈을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 발광부는 상기 제1 발광부와는 다른 색깔의 빛을 발광하는 것을 특징으로 하는 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 발광부는 상기 제어부와 멀어질수록 확대된 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 다중 발광부를 구비한 무전극 램프 장치.
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