KR101085562B1 - 무전극 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무전극 내부에 관한 것으로, 본 발명에 따른 무전극 램프는 방전공간이 형성된 벌브와, 상기 벌브의 외부에 배치되며, 상기 방전공간에 자계를 형성하기 위한 코일과, 상기 방전공간과 연통되며, 아말감이 수용될 수 있는 수용공간이 내부에 형성된 수용관 및 내부에 아말감이 수납되며, 개구부와 바닥부를 구비한 통형상의 수납체를 포함하고, 상기 수납체는, 상기 개구부가 상기 수용공간에 위치되고 상기 바닥부가 상기 방전공간을 향하도록 배치되며, 상기 개구부 가장자리의 적어도 일부가 상기 수용관의 내주면으로부터 이격되게 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

무전극 램프{Electrodeless lamp}

본 발명은 무전극 램프에 관한 것으로, 구체적으로는 아말감이 녹아서 벌브 (bulb) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 무전극 램프에 관한 것이다.

무전극 램프는 벌브 내에 전극이나 필라멘트가 없는 형광 방전 램프로서, 초장시간(8만~10만 시간)의 수명을 갖는 장점이 있다. 무전극 램프는 벌브 외부에 설치된 코일에 고주파 전원을 인가하여 벌브 내부에 자계를 형성시켜, 벌브 내부의 기체가 자외선을 방출하도록 방전시킴으로써, 그 자외선에 의해서 벌브에 도포된 형광물질이 가시광선을 방출하도록 하여 발광한다.

이러한 무전극 램프는 벌브 내에 수은가스를 사용한다. 이 수은가스는 고체상태의 아말감을 이용하여 얻게 된다.

즉, 코일에 고주파 전압이 인가되면 코일이 고온으로 가열되는 등 많은 양의 작동열이 발생되는데, 작동열에 의해서, 기체상의 수은이 아말감으로부터 방출되어, 방전공간으로 확산된다.

한편, 작동열에 의해서 아말감이 용융되기도 한다. 특히, 무전극 램프가 천장 등에 설치되어, 하방으로 빛을 방출하도록 배치될 경우, 용융된 아말감이 벌브 내의 방전공간으로 유입되기도 한다. 아말감이 벌브 내의 방전공간으로 유입되면 벌브의 내주면에 얼룩을 형성하는 문제가 있다. 또한, 아말감이 도포된 형광물질과 반응하여, 벌브의 내주면에 검게 침착되는, 소위, 흑화현상이 발생되기도 한다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 작동열에 의해 용융된 아말감이 벌브 내부의 방전공간으로 유입되는 것을 방지하는 무전극 램프를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무전극 램프는 방전공간이 형성된 벌브와, 상기 벌브의 외부에 배치되며, 상기 방전공간에 자계를 형성하기 위한 코일과, 상기 방전공간과 연통되며, 아말감이 수용될 수 있는 수용공간이 내부에 형성된 수용관 및 내부에 아말감이 수납되며, 개구부와 바닥부를 구비한 통형상의 수납체를 포함하고, 상기 수납체는, 상기 개구부가 상기 수용공간에 위치되고 상기 바닥부가 상기 방전공간을 향하도록 배치되며, 상기 개구부 가장자리의 적어도 일부가 상기 수용관의 내주면으로부터 이격되게 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무전극 램프에 의하면, 작동열에 의해 용융된 아말감이 벌브 내부의 방전공간으로 유입되는 것이 방지되므로, 벌브에 얼룩이 형성되는 것이 방지되며, 아말감과 형광물질이 반응하여 발생되는 흑화현상이 억제된다. 또한, 별도의 비드를 수용관의 내부공간에 삽입 설치할 필요가 없으므로 제조가 용이하고, 제조단가가 저렴한 장점이 있다.

도1는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 개략적 단면도이다.
도2은 도1의 무전극 램프의 II-II선 개략적 단면도이다.
도3는 도1의 III부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도4는 도1의 수납체의 개략적 분리사시도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도1는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 개략적 단면도이며, 도2은 도1의 무전극 램프의 II-II선 개략적 단면도이다. 도3는 도1의 III부분을 확대하여 도시한 도면이며, 도4는 도1의 수납체의 개략적 분리사시도이다.

도1 내지 도4를 참조하면, 본 실시예에 따른 무전극 램프(2)는 벌브(100), 코일(200), 수용관(300), 아말감(400), 수납체(500), 이격체(530) 및 이탈방지턱(120)을 구비하고 있다.

상기 벌브(100)는 베이스(600)에 고정되며, 제1 및 제2엔벨로프(101,102)를 구비하고 있다. 제1 및 제2엔벨로프(101,102)는 빛이 통과할 수 있도록, 투명한 유리재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제1엔벨로프(101)는 백열전구와 같이 구근형으로 형성되어 있으며, 내주면에는 할로포스페이트(halophosphate) 또는 플루오로포스페이트(fluorophosphate)와 같은 형광물질이 도포되어 있다.

상기 제2엔벨로프(102)는 제1엔벨로프(101)의 내부에 배치되며, 제1엔벨로프(101)에 연장되게 연결되어, 제1엔벨로프(101)와의 사이에 방전공간(105)을 구획한다. 이와 같은 형태로, 벌브(100)의 내부에는 방전공간(105)이 형성되며, 그 방전공간(105)에는 아르곤 등과 같은 불활성 기체와 기체상의 수은 등이 충전된다. 방전공간(105)에 충전되는 기체는 무전극 램프의 종류에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

벌브(100)에는 배기관(350)이 형성되어 있는데, 상기 배기관(350)은 방전공간(105)을 진공으로 한 후, 이 방전공간(105)에 방전 기체를 주입하기 위한 구성으로서, 그 내부공간은 방전공간(105)과 연통되고, 그 단부는 방전 기체 주입 후에 밀봉 처리되어 폐쇄된다.

상기 코일(200)은 상기 제2엔벨로프(102)의 내측으로 삽입되는 형태로, 벌브(100)의 외부, 즉, 방전공간(105) 밖에 배치된다. 코일(200)은 자성체(210)의 둘레에 감겨 있으며, 자성체(210)는 베이스(600)에 고정된 지지체(220)에 고정되게 설치되어 있다. 안정기(미도시)에 의해 코일(200)에 고주파 전압이 인가되면, 코일(200)은 방전공간(105)에 자계(M)를 형성한다.

상기 수용관(300)은 상기 벌브(100)의 일측에 돌출되게 형성된다. 수용관(300)의 내부에는 아말감(400)이 수용될 수 있는 수용공간(302)이 형성되어 있으며, 상기 수용공간(302)은 방전공간(105)에 연통된다. 수용관(300)은 배기관(350)과 동일한 형태로 형성될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 방전공간(105)에 연통된 수용공간(302)을 구비한 것이면, 어떠한 형태이든 적용가능하다.

수납체(500)는 상기 수용관(300)의 단부가 밀봉되기 전에 삽입되는 방법으로 수용관(300)의 내부의 수용공간(302)에 배치된다. 상기 수납체(500)는 일측에 개구부(510)가 구비되고, 타측에 바닥부(520)가 구비된 통형상으로 이루어져 있다. 수납체(500)의 내부에는 아말감(400)이 수납된다. 수납체(500)는 그 개구부(510)가 수용관(300)의 수용공간(302)에 위치되고, 수납체(500)의 그 바닥부(520)가 방전공간(105)를 향하도록 배치되어 있다. 수납체(500)는 고온에도 부식되거나 용융되지 않도록, 니켈합금 또는 세라믹 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

수납체(500)의 개구부(510)의 둘레에는 유출돌기(540)가 복수 개 마련된다. 유출돌기(540)는 수납체(500)로부터 수납체(500)의 길이 방향으로 연장되게 형성되며, 서로 이격되게 배치되어 있다. 복수의 유출돌기(540)는 서로 이격되게 방사상으로 배치되어 있으므로, 그 사이로 아말감(400)에서 방출된 기체상의 수은(H)이 용이하게 확산 이동될 수 있다.

상기 이격체(530)는 복수 개로 이루어지며, 도4에 도시된 바와 같이, 수납체(500)의 바닥부(520)에 고정 결합되는 접합판(532)의 둘레를 따라 고정 배치된다. 상기 접합판(532)이 수납체(500)의 바닥부(520)에 접착 등에 의해서 고정 결합되면, 이격체(530)는 수납체(500)의 둘레와 수용관(300)의 내주면(310) 사이에 배치되어, 수납체(500)의 둘레와 수용관(300)의 내주면(310)을 서로 이격시킨다. 즉, 상기 수납체(500)는 상기 수용관(300)의 내주면(310)을 향해 연장되게 배치된 이격체를 포함한다.

상기 이격체(530)에 의해서, 수납체(500)의 개구부(510)의 가장자리의 적어도 일부가 수용관(300)의 내주면(310)으로부터 이격되게 배치되어, 수납체(500)의 둘레의 적어도 일부가 수용관(300)의 내주면(310)으로부터 이격되게 배치된다. 따라서, 수납체(500)에 수납된 아말감(400)으로부터 방출된 수은(H)이 수납체(500)의 개구부(510)를 빠져나온 후, 수납체(500)의 둘레와 수용관(300)의 내주면(310) 사이를 지나서 방전공간(105)으로 확산 이동될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 이격체(530)는 접합판(532)과 일체로 형성되며, 탄성을 가지는 금속 재질로 이루어진다.

이격체(530)는 접합판(532)과 함께 수납체(500)에 결합되는 형태로, 그 일측이 수납체(500)에 결합되고, 이격체(530)의 타측은 수용관(300)의 내주면(310)에 접촉되게 배치된다. 이격체(530)는 탄성을 가지는 금속 재질로 이루어져 있으므로, 이격체(530)는 수용관(300)의 내주면(310)을 탄성 가압한다. 수납체(500)에 결합된 이격체(530)가 수용관(300)의 내주면(310)을 탄성 가압하고 있으므로, 이격체(530)와 수용관(300)의 내주면(310) 사이에는 마찰력이 작용하여 수납체(500)가 수용관(300) 내부의 수용공간(302)에 안정적으로 위치 고정된다.

상기 이탈방지턱(120)은 수용관(300)과 벌브(100)의 연결부분(150)으로부터 돌출되게 형성되어 있다. 이탈방지턱(120)은 수용관(300)의 수용공간(302)과 벌브(100)의 방전공간(105)이 만나는 수용관(300)의 입구부를 좁혀주는 형태로 형성되어 있어서, 수용관(300) 내의 수용공간(302)에 위치한 수납체(500)가 수용공간(302)을 이탈하여, 방전공간(105)으로 들어가는 것을 방지한다.

이하, 본 실시예에 따른 무전극 램프(2)의 작동방법 및 효과에 대해서 설명하도록 한다.

안정기(미도시)에 의해서 코일(200)에 고주파 전압이 인가되면 코일(200)은 벌브(100) 내에 자계(B)를 형성한다. 코일(200)에 의해 형성된 자계(B)에 의해서, 벌브(100)의 방전공간(105) 내에 기체가 자외선을 방출하게 되고, 기체에 의해서 방출된 자외선이 벌브(100)의 내주면(110)에 도포된 형광물질을 자극하여 형광물질이 가시광선을 방출하게 된다.

이때, 고주파 전압이 인가된 코일이 고온으로 가열되는 등 많은 작동열이 발생되는데, 이러한 작동열에 의해서 수납체(500)와 아말감(400)이 함께 가열되며, 가열된 아말감(400)으로부터 기체상의 수은(H)이 방출된다. 아말감(400)으로부터 방출된 수은(H)은 도3에 가상선으로 표시된 바와 같이, 수납체(500)의 개구부(510)를 빠져나와 유출돌기(540)의 사이로 확산 이동된다. 유출돌기(540) 사이로 확산 이동된 수은(H)은 수납체(500)의 둘레와 수용관(300)의 내주면(310) 사이의 이격된 공간을 지나 방전공간(105)으로 유입된다.

기체상의 수은(H)이 방전공간(105)에 유입되면 방전이 더욱 잘 일어나게 되며, 무전극 램프(2)의 밝기가 더욱 밝아지게 된다.

본 실시예의 무전극 램프(2)를 천장에 설치하여, 아래쪽으로 빛을 방출하도록 할 경우에, 수납체(500)의 개구부(510)는 상방을 향하도록 위치된다. 따라서, 아말감(400)이 작동열에 의해서 용융되더라도, 아말감(400)이 벌브(100) 내부의 방전공간(105)으로 유입되는 것이 방지된다. 따라서, 아말감(400)이 벌브(100) 내부로 유입되어 벌브(100)의 내주면(110)에 얼룩이 형성되거나, 아말감(400)이 형광물질과 반응하여 검게 침착되는 흑화현상이 방지된다.

한편, 본 실시예의 무전극 램프(2)가 상방으로 빛을 방출하도록 수용관(300)이 하방을 향하여 배치된 경우, 아말감(400)이 작동열에 의해 용융되더라도 용융된 아말감(400)은 하방으로 흘러내려, 수용관(300)의 단부에 머물게 되므로, 용융된 아말감(400)은 벌브(100)의 내부로 유입될 염려가 없다. 또한, 수납체(500)의 개구부(510)의 둘레에는 복수의 서로 이격된 유출돌기(540)가 마련되어 있으므로, 수납체(500)의 개구부(510)는 수용관(300)의 단부측 내주면(310)에 밀착되지 않게 된다. 따라서, 아말감(400)으로부터 방출된 기체상의 수은(H)은 개구부(510)를 빠져나와, 유출돌기(540) 사이를 지나 방전공간(105)으로 확산 이동될 수 있다.

또한, 본 실시예의 수납체(500)의 둘레에는 이격체(530)가 배치되고, 이격체(530)는 일측이 수납체(500)에 결합되고, 타측이 수용관(300)의 내주면(310)을 탄성적으로 가압하고 있으므로, 무전극 램프(2)에 미세한 진동이나 약한 충격이 가해지더라도, 수납체(500)는 수납공간(302) 내에서 요동되지 않고, 안정적으로 위치 고정된다. 뿐만 아니라, 무전극 램프(2)에 큰 충격이 가해져 수납체(500)가 수용관(300)의 길이 방향을 따라 움직이게 되더라도, 수용관(300)과 벌브(100)의 연결부분에 형성된 이탈방지턱(120)에 의해서, 수납체(500)가 수용관(300)의 수용공간(302)으로부터 이탈되는 것이 방지된다.

한편, 본 실시예에 따른 무전극 램프(2)의 경우, 아말감(400)이 수납체(500) 내에 안정적으로 위치되어, 아말감(400)이 수용공간(302)에서 요동되는 것이 방지되므로, 종래의 무전극 램프와는 달리 수용관(300)의 내부에 유리재질의 비드(bead)를 삽입할 필요가 없다. 따라서, 본 실시예에 따른 무전극 램프(2)의 경우는 비드를 수용공간(302)에 삽입시키는 공정이 필요가 없어서, 그 제조가 용이한 장점이 있다.

한편, 본 실시예에 있어서, 수납체(500)는 그 전체가 수납공간(302)에 위치되는 것으로 설명하였으나, 수납체(500)는 그 일부만이 수납공간(302)에 위치될 수도 있다. 예를 들면, 수납체(500)의 개구부(510)가 수납공간(302)에 위치되고, 바닥부(520)는 방전공간(105)에 배치되는 형태로 배치될 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 수납체(500)는 그 둘레의 전부가 수용관(300)의 내주면(310)에 이격되게 배치되는 것으로 설명하였으나, 수납체(300)는 그 둘레의 일부만이 수용관(300)의 내주면(310)으로부터 이격되게 배치될 수도 있다. 즉, 수납체(500)의 둘레의 일부는 수용관(300)의 내주면(310)으로부터 이격되고, 다른 일부는 수용관(300)의 내주면(310)에 접촉되도록, 수납체(500)가 배치될 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 이격체(520)는 탄성을 가지는 금속 재질로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 이격체(520)는 탄성을 가지지 않는 재질로 이루어질 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 이격체(520)는 수납체(500)의 바닥부(520)에 고정결합된 접합판(532)의 둘레로부터 연장되게 형성되는 것으로 설명하였으나, 이격체는 수납체의 둘레에 직접 결합될 수도 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 구체화될 수 있다.

2 ... 무전극 램프 100 ... 램프
105 ... 방전공간 120 ... 이탈방지턱
200 ... 코일 300 ... 수용관
302 ... 수용공간 400 ... 아말감
500 ... 수납체 530 ... 이격체
M ... 자계 H ... 수은

Claims (5)

1. 내부에 방전공간이 형성된 벌브;
   상기 벌브의 외부에 배치되며, 상기 방전공간에 자계를 형성하기 위한 코일;
   상기 벌브로부터 돌출되게 형성되며, 내부공간이 상기 방전공간과 연통되는 수용관;
   개구부와 바닥부를 구비한 통 형상으로 형성되며, 상기 바닥부가 상기 방전공간을 향하도록 상기 수용관의 내부에 배치되며, 상기 수용관의 내주면과 적어도 일측이 이격될 수 있도록 상기 수용관의 내경보다 작은 외경을 가지는 수납체와,
   상기 수납체의 내부에 배치되는 아말감과,
   상기 수납체의 개구부로부터 상기 수용관의 단부측을 향하여 돌출되게 형성되며, 서로 이격되게 배치된 복수의 유출 돌기와,
   상기 수납체의 바닥부에 결합되며, 상기 수납체의 외주면과 상기 수용관의 내주면 사이에 배치되며, 서로 이격되게 방사상으로 배치된 복수의 이격체를 구비하는 것을 특징으로 하는 무전극 램프.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 이격체는 탄성을 갖도록 구비된 것을 특징으로 하는 무전극 램프.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 벌브는 상기 수용관과 상기 벌브의 연결부분으로부터 돌출되게 형성된 이탈방지턱을 구비한 것을 특징으로 하는 무전극 램프.

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