KR101410323B1 - 무전극 램프 - Google Patents

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KR101410323B1
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Abstract

본 발명은 무전극 램프용 벌브 유니트와, 이를 구비하는 벌브 조립체에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 벌브 유니트는, 제1엔벨로프와, 상기 제1엔벨로프와 함께 방전 공간을 구획하며 상기 제1엔벨로프의 내측으로 인입되어 형성되는 제2엔벨로프와, 상기 제1엔벨로프의 상기 방전 공간에 접하는 내측면 및 상기 제2엔벨로프의 상기 방전 공간에 접하는 내측면에 도포되는 형광 물질을 구비하며, 상기 제1엔벨로프의 내측면에 도포되는 상기 형광 물질의 평균 두께를 d1, 상기 제1엔벨로프의 내측면에 도포되는 상기 형광 물질의 최대 두께를 d2, 상기 제2엔벨로프의 내측면에 도포되는 상기 형광 물질의 평균 두께를 d3라 할 때, 상기 d1, d2 및 d3는 d1 ≤ d2 < d3 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

무전극 램프 {Electrodeless lamp}
본 발명은 무전극 램프에 관련된 것이다.
무전극 램프는 벌브 내에 전극이나 필라멘트가 없는 형광 방전 램프로서, 초장시간(8만 내지 10만 시간)의 수명을 가지는 장점을 가지는 발광 수단이다.
일반적으로 무전극 램프는 여러 가지 가스가 혼합된 방전 가스를 내포하며 내면에 형광 물질이 도포된 벌브와, 그 벌브의 외측에 배치되어 벌브 내에 자계를 형성하는 코일을 구비한다. 코일에 고주파가 인가되면 패러데이의 원리에 의해 벌브 내에서 기전력이 발생하고, 이 기전력에 의해 방전 가스의 전자가 가속되어 플라즈마가 발생되어 자외선이 방출된다. 발생된 자외선은 벌브의 내면에 도포된 형광층을 자극하여 가시 광선을 방출하여 발광하게 된다. 무전극 램프는 방전 가스로서 아르곤, 크립톤 등과 같은 희가스와 함께, 기체 상의 수은, 즉 수은 증기를 함께 사용하기도 한다.
일본 공개특허공보 특개2005-158356호(2005.06.16.)를 참조하면 본 발명의 무전극 램프와 관련되는 배경 기술이 소개되어 있다.
본 발명의 일 실시예는 발광 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있는 무전극 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프용 벌브 유니트는, 제1엔벨로프와, 상기 제1엔벨로프와 함께 방전 공간을 구획하며, 상기 제1엔벨로프의 내측으로 인입되어 형성되는 제2엔벨로프와, 상기 제1엔벨로프의 상기 방전 공간에 접하는 내측면 및 상기 제2엔벨로프의 상기 방전 공간에 접하는 내측면에 도포되는 형광 물질을 구비하며, 상기 제1엔벨로프의 내측면에 도포되는 상기 형광 물질의 평균 두께를 d1, 상기 제1엔벨로프의 내측면에 도포되는 상기 형광 물질의 최대 두께를 d2, 상기 제2엔벨로프의 내측면에 도포되는 상기 형광 물질의 평균 두께를 d3라 할 때, 상기 d1, d2 및 d3는 d1 ≤ d2 < d3의 관계를 만족한다.
또한 제1형광 물질은, 상기 제1엔벨로프에서 상기 제2엔벨로프의 연결부 측에 위치되는 제1부분과, 상기 제1엔벨로프에서 상기 제2엔벨로프의 연결부의 반대편에 위치되는 제2부분을 구비하며, 상기 제1형광 물질의 상기 제1부분의 평균 두께를 d4, 상기 제1형광 물질의 상기 제2부분의 평균 두께를 d5라 하면, 상기 d3, d4 및 d5는 d5 < d4 < d3를 만족할 수 있다.
또한 상기 무전극 램프용 벌브 유니트는 상기 제2엔벨로프로부터 방출되는 빛을 반사하도록 상기 제2엔벨로프에 의해서 형성되는 인입 공간의 둘레를 따라 형성되는 반사 부재를 더 구비할 수 있다.
또한 상기 반사 부재는 상기 제2엔벨로프의 외측면에 도포되는 열반사 도료일 수 있다.
또한 상기 반사 부재는 상기 제2엔벨로프에 의해 형성되는 인입 공간에 삽입되며 중공이 형성된 반사관일 수 있다.
또한 상기 제2엔벨로프의 내측면에 도포되는 상기 형광 물질은 상기 제1엔벨로프의 내측면에 도포되는 형광 물질보다 두께가 더 두껍도록, 복수의 층으로 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무전극 램프는, 상기의 무전극 램프용 벌브 유니트와, 상기 무전극 램프용 벌브 유니트의 상기 제2엔벨로프가 인입되어 형성되는 공간에 배치되며, 상기 무전극 램프용 벌브 유니트의 방전 공간에 자계를 형성할 수 있는 코일을 더 구비할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무전극 램프는, 상기의 무전극 램프용 벌브 유니트와, 상기 무전극 램프용 벌브 유니트의 상기 반사 부재의 내측에 위치되며, 상기 무전극 램프용 벌브 유니트의 방전 공간에 자계를 형성할 수 있는 코일을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프용 벌브 유니트 및 이를 구비하는 무전극 램프에 따르면 발광 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 개략적인 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 무전극 램프의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 무전극 램프에서 빛이 방출되는 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무전극 램프의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무전극 램프의 개략적인 분리 사시도이다.
도 6은 도 5의 무전극 램프의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무전극 램프의 개략적인 부분 절개 및 분리 사시도이다.
도 8은 도 7의 무전극 램프의 개략적인 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프에 대해서 설명한다. 각 도면에 있어서 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재 번호를 사용하였으며, 동일한 부재 번호를 가지는 구성에 대한 중복적인 설명은 생략될 수 있다. 또한 도면에 있어서 일부 구성 요소들은 설명의 편의상 과장되게 표현되거나, 생략될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전극 램프의 개략적인 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 무전극 램프가 조립된 상태에서의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 무전극 램프(1)는 벌브 유니트(100)와, 코일 조립체(200)를 구비한다.
벌브 유니트(100)는 아르곤, 크립톤 등의 희가스 및 수은 증기를 포함한 혼합 방전 가스를 수용하는 밀폐 공간을 구획하며, 투명한 재질, 예컨대 유리 재질로 형성된다.
본 실시예의 벌브 유니트(100)는 구체적으로, 제1엔벨로프(110) 및 제2엔벨로프(120)로 이루어지는 벌브(105), 수용관(130), 증기 방출 부재(300), 증기 유도 부재(400), 증기 포집 망(500) 및 형광 물질(600)을 구비한다.
제1엔벨로프(110)는 벌브(105)의 외측 윤곽을 형성하며, 그의 내측면에는 형광 물질(600)이 도포되어 있다.
제2엔벨로프(120)는 제1엔벨로프(110)의 내측으로 인입된 형태로 이루어지며, 제1엔벨로프(110)와 함께 방전 가스가 수용되는 방전 공간(101)을 구획한다. 방전 공간(101)의 효과적인 밀폐를 위하여 제1엔벨로프(110)와 제2엔벨로프(120)는 용융 접합되어 일체로 연속되게 형성될 수 있다. 제2엔벨로프(120)의 방전 공간(101)에 대면하는 면(121)에도 형광 물질(600)이 도포된다.
수용관(130)은 벌브(105)에 결합되어 방전 공간(101)과 연통되며, 증기 방출 부재(300)를 수용하기 위한 내부 공간(103)을 구획한다. 본 실시예에서 수용관(130)은 제2엔벨로프(120)의 인입된 단부 측에 연속되게 접합되며, 제2엔벨로프(120)에 의해 형성되는 벌브(105)의 인입 공간(102)으로 돌출되게 형성된다. 또한 수용관(130)의 단부는 벌브(105)의 외측으로 돌출됨으로써 방전 공간(101)으로부터 멀리 떨어져 위치될 수 있다.
증기 방출 부재(300)는 고체 상태의 금속체를 포함하여 무전극 램프(1) 가동시에 금속체에 포함된 금속의 증기를 벌브(105) 내의 방전 공간(101)으로 확산시키고, 무전극 램프(1)가 꺼지면 벌브(105)의 방전 공간(101)에 분포되어 있는 금속 증기를 포집하는 역할을 한다. 본 실시예에서 증기 방출 부재(300) 수은 증기를 방출 또는 포집하는 역할을 하도록 아말감 소재의 금속체(310)를 구비한다. 수은 증기가 다른 방전 가스와 함께 사용되는 경우에는 램프가 최대 광량을 발휘할 때까지 걸리는 시간이 효과적으로 단축될 수 있다. 아말감 소재의 금속체(310)는 금속 재질 예컨대, 니켈 또는 스테인리스 스틸 재질 혹은 이들의 합금으로 형성되는 수납체(320)에 삽입되어 수용관(130) 내에서 안정적으로 위치 고정된다. 금속체(310)와 그 금속체(310)를 수용 및 지지하는 수납체(320)는 본 특허 출원의 출원인에 의한 등록특허 제10-1085562호에 개시된 무전극 램프의 아말감(등록특허 제10-1085562의 도면부호 400에 해당) 및 이를 수용하는 수납체(등록특허 제10-1085562의 도면부호 500에 해당)와 동일한 형태로 이루어질 수 있다.
증기 유도 부재(400)는 증기 방출 부재(300)에서 방출되는 수은 증기가 수용관(130) 및 방전 공간(101) 사이를 이동하는 것을 유도하는 역할을 한다. 이를 위하여 증기 유도 부재(400)는 수용관(130)의 내부로부터 벌브(105)의 방전 공간(101)에 이르기까지 연장되게 형성된다. 증기 유도 부재(400)는 금속 재질, 예를 들어 몰리브덴을 포함하는 금속으로 이루어질 수 있다. 또한 증기 유도 부재(400)의 단부는 증기 방출 부재(300)와 접촉될 수도 있고, 약간의 간격을 두고 이격될 수도 있다. 증기 유도 부재(400)의 수용관(130)의 내부에 삽입되는 부분에는 다수의 굴곡부(410)가 형성된다. 이러한 굴곡부(410)는 증기 유도 부재(400)가 수용관(130)에 삽입될 때 탄성 변형하면서 수용관(130)의 내측벽을 탄성 가압하면서 밀착된다. 따라서 증기 유도 부재(400)는 굴곡부(410)에 의해서 수용관(130)에 안정적으로 위치 고정될 수 있다. 수은 증기는 차가운 방향으로 이동하는 성질이 있기 때문에, 증기 방출 부재(300)에서 방출된 수은은 수용관(130)에 위치된 금속 재질의 증기 유도 부재(400)를 타고 빠르게 벌브(105) 내의 방전 공간(101)으로 유입된다. 따라서 수은 증기가 빠르게 방전 공간(101)으로 유입될 수 있어서 무전극 램프의 밝기가 빠르게 발휘될 수 있다. 또한 증기 유도 부재(400)는 무전극 램프가 꺼졌을 때 수은 증기가 빠르게 증기 방출 부재(300)에 포집되도록 유도하는 역할도 할 수 있다.
증기 포집 망(500)은 수은 증기를 흡착 및 방출하는 역할을 하며, 증기 유도 부재(400)에 결합되어 방전 공간(101)에 위치된다. 증기 포집 망(500)는 인듐 또는 인듐 합금이나, 스테인리스 스틸 소재로 이루어질 수 있다. 무전극 램프(1)가 꺼진 다음에 벌브(105) 내의 수은 증기는 증기 방출 부재(300)의 아말감 금속체(310)로 다시 고체화되는데, 수은 증기 중 일부는 아말감 금속체(310)로 복귀하지 않고 증기 포집 망(500)에 흡착된 상태로 남아있게 된다. 이러한 상태에서 무전극 램프(1)가 다시 켜지면, 증기 포집 망(500)에 잔류하던 수은이 빠르게 방전 공간(101)으로 확산될 수 있다. 따라서 무전극 램프(1)가 더욱 빠르게 밝아질 수 있다.
형광 물질(600)은 벌브(105)의 내측면에 도포되며, 방전 가스가 방출하는 자외선에 의해서 여기되어 가시 광을 방출한다. 형광 물질(600)로는 할로포스페이트(halophosphate)나 플로오로포스페이트(fluorophosphate) 등이 이용될 수 있다. 본 실시예에서 제2엔벨로프(120)의 방전 공간에 접하는 내측면에 도포된 형광 물질(620)의 평균 두께(d2)는 제1엔벨로프(110)의 방전 공간에 접하는 내측면에 도포된 형광 물질(610)의 평균 두께(d1)보다 더 크게 형성된다. 또한 제1엔벨로프(110)에 도포된 형광 물질(610)은 그 두께가 전체적으로 동일할 수도 있고 부분적으로 다를 수도 있는데, 제1엔벨로프의 형광 물질의 최대 두께보다 제2엔벨로프(120)에 도포된 형광 물질(620)의 평균 두께(d2)가 더 두껍게 형성된다. 즉 제1엔벨로프(110)의 형광 물질(610)의 평균 두께를 d1, 제1엔벨로프(110)의 형광 물질(610)의 최대 두께를 d2, 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)의 평균 두께를 d3라 하면 다음의 수학식 1이 만족된다.
Figure 112013048408866-pat00001
또한 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)의 최소 두께가 제1엔벨로프(110)의 형광 물질(610)의 최대 두께보다 두껍도록 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)이 도포될 수도 있다. 이처럼 제2엔벨로프(120)에 도포된 형광 물질(620)이 제1엔벨로프(110)에 도포된 형광 물질(610)보다 두껍기 때문에, 벌브(105)의 제2엔벨로프(120) 부분이 제1엔벨로프(110) 부분에 비해서 광 투과도가 낮다.
한편, 벌브(105)의 내면에 형광 물질(600)을 형성하기 위한 방법으로는, 제1엔벨로프(110) 및 제2엔벨로프(120)을 별도로 제작한 다음, 액체 상태의 이들에 형광 물질을 도포 및 고온 건조한 다음 용융 접합하는 방법이 사용될 수 있다. 액체 상태의 형광 물질을 도포하기 위해서는 제1엔벨로프(110) 및 제2엔벨로프(120)를 액체 상태의 형광 물질에 침지시키는 방법이 사용될 수 있다. 이때 벌브(105)의 외면에는 형광 물질이 도포되지 않도록, 제1엔벨로프(110) 및 제2엔벨로프(120)가 침지될 때 그 부분에 액체 상태의 형광 물질이 접촉되지 않도록 하거나, 형광 물질의 도포 이후에 그 부분의 형광 물질을 닦아내어 제거할 수 있다. 액체 상태의 형광 물질은 분말 형태의 형광체, 자외선으로 인한 유리의 열화를 억제하기 위한 자외선 차단제, 혼합성 및 점성을 조절하기 위한 계면 활성제 및 분산제 등의 혼합물로 이루어질 수 있다.
제2엔벨로프(120)에 도포되는 형광 물질의 두께를 더욱 두껍게 하기 위한 방편으로, 제2엔벨로프(120)에 형광 물질을 도포하는 공정을 복수 회 반복할 수 있다. 예를 들어 제1엔벨로프(110)의 형광 물질(610)이 1회의 도포 공정으로 형성된다고 할 때, 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)은 2회 이상의 도포 공정으로 형성될 수 있다. 이 경우에, 형광 물질의 두께는 도포 회수에 비례하는 경향이 있으므로 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)의 두께(d3)는 제1엔벨로프(110)의 형광 물질(610)의 두께(d1)에 비해서 약 두 배가 될 수 있다. 이와 같이 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)이 복수 회에 걸친 도포 및 건조 공정으로 형성될 경우, 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)은 도 2에서 확대 도시한 바와 같이, 층상의 미세 구조를 가지는 형태로 형성될 수 있다.
또한 이상에서는 제1엔벨로프(110)에 1층의 형광 물질(610)이 형성되고 제2엔벨로프(120)에 2층의 형광 물질(620)이 형성되는 것으로 예시하였지만, 제1엔벨로프(110)에 다층의 형광 물질(610)이 형성되고, 제2엔벨로프(120)에 그보다 더 다층의 형광 물질(620)이 형성되는 형태로 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)이 제1엔벨로프(110)의 형광 물질(610)보다 두꺼워질 수 있다. 이와 같이 제2엔벨로프(120)의 두께가 두꺼워짐에 따라서 제2엔벨로프(120)로 투과되는 광량은 감소된다.
코일 조립체(200)는 베이스부(230), 로드(210) 및 코일(220)을 구비한다.
베이스부(230)는 벽체 또는 천장 등에 결합되며, 무전극 램프용 벌브 조립체(100)와 결합되는 베이스부(230)를 지지한다. 또한 베이스부(230)에는 전력 공급선(235)과 연결되며, 코일(220)의 구동을 위한 회로가 마련될 수 있다. 베이스부(230)와 무전극 램프용 벌브 조립체(100)는 접착에 의해서 상호 기계적으로 고정될 수도 있다.
로드(210)는 베이스부(230)로부터 돌출되게 배치되며, 벌브 유니트(100)가 코일 조립체(200)에 결합될 때, 벌브 유니트(100)의 벌브(105)의 제2엔벨로프(120)에 의해서 형성되는 인입 공간(102)에 삽입된다. 또한 로드(210)에는 중공(212)이 형성되는데, 그 중공(212)에는 제2엔벨로프(120)에 결합된 수용관(130)이 삽입된다. 로드(210)는 코일(220) 및 벌브(105)에서 발생하는 열을 외부로 방출할 수 있도록, 열 전도성이 높은 금속, 예컨대 구리 또는 알루미늄을 포함한 금속으로 이루어질 수 있다. 로드(210)가 벌브(105)의 인입 공간(102) 내에서 안정적으로 위치될 수 있도록, 로드(210)의 단부 측과 벌브(105)의 제2엔벨로프(120) 사이에는 로드(210)의 요동을 억제하기 위한 클립(228)이 배치될 수 있다. 또한 클립(228)은 벌브 조립체(100)가 로드(210)로부터 빠지지 않도록 탄성 가압하고 있을 수도 있는데, 이 경우에는 무전극 램프용 벌브 조립체(100)와 베이스부(230)의 접착이 손상되더라도 무전극 램프용 벌브 조립체(100)가 중력에 의해서 코일 조립체(200)로부터 분리되어 낙하하는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
로드(210)의 외측에는 코일(220)에 의해 형성되는 자기장의 자속 밀도를 높이기 위한 자성체(225)가 배치되고, 코일(220)은 자성체(225)의 외측에 권취됨으로써 로드(210)에 결합된다. 한편, 본 실시예에서 자성체(225)는 슬릿(226)이 형성되어 있는데 그 슬릿(226)에는 코일(220)이 안정적으로 로드(210)에 고정시키기 위한 코일 고정 클립(227)이 삽입될 수 있다. 로드(210)는 중공이 형성되는데, 그 중공에는 벌브 유니트(100)의 수용관(130)이 삽입된다.
벌브 유니트(100)와 코일 조립체(200)가 조립된 상태에서 코일(220)에 고주파의 전류가 인가되면 코일(220)은 벌브의 방전 공간(101)에 고주파의 자기장을 형성하게 된다.
본 실시예에서 로드(210)는 벌브(105)의 인입 공간(102)에 삽입되어 벌브(105) 및 코일(220)에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출시키므로, 과열로 인하여 자성체(225)의 자력이 감소되는 문제, 및 아말감 금속체(310)의 용융으로 인한 흑화 문제 문제를 효과적으로 억제할 수 있다.
도 3은 벌브 내에서 방전 가스가 자외선을 방출하고 이에 따라서 형광 물질이 가시 광을 방출하는 것을 도시하기 위한 벌브의 개략적인 단면도이다. 도 3을 참조하면 코일(220)에 의해서 형성되는 자계에 의해서 방전 가스(G)가 여기되어 자외선(UV)을 방출한다. 자외선(UV)은 벌브(105)의 내측면에 도포된 형광 물질(600)을 자극하여 형광 물질(600)이 가시광을 방출하도록 한다.
방전 가스(G)가 방출하는 자외선(UV)에 의해서 제1엔벨로프(110)의 형광 물질(610)이 여기되면, 그 형광 물질(610)은 임의의 방향으로 가시 광선(VL)을 방출하는데, 이중 일부는 제1엔벨로프(110)를 투과하여 외부로 방출되므로 무전극 램프(1)의 주변을 밝히게 된다.
한편 제2엔벨로프(120)에는 형광 물질(620)이 두껍게 형성되어 있기 때문에, 가시 광선(VL)이 이를 투과하지 못하고 벌브(105) 내로 반사될 확률이 높다. 뿐만 아니라 가시광 이외의 자외선 또는 적외선 등도 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)을 투과하지 못하고 흡수 또는 반사될 수 있다. 따라서 제2엔벨로프(120)를 투과하는 복사 에너지의 양이 감소되어, 제2엔벨로프(120)에 의해 형성되는 인입 공간(102)에 배치된 코일(220) 및 자성체(225)가 과열되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)에서 반사된 여러 종류의 빛은 제1엔벨로프(110)를 통과하여 외부로 방출되거나 혹은 제1엔벨로프(110)의 형광 물질(610)을 자극하여 가시광의 방출을 유도할 수 있기 때문에, 무전극 램프(1)의 광량을 더욱 증가시킬 수 있다. 이처럼 본 실시예의 무전극 램프(1)는 제2엔벨로프(120)를 통과하여 손실되는 광량을 감소시킴으로써 무전극 램프(1)의 광효율을 더욱 효과적으로 높일 수 있음은 물론, 코일 조립체의 과열을 효과적으로 억제할 수도 있다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 무전극 램프에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무전극 램프의 벌브 유니트의 개략적인 단면도이다.
본 실시예의 무전극 램프도 도 1의 무전극 램프(1)와 마찬가지로, 벌브 유니트(100a) 및 코일 조립체(200)를 구비한다. 코일 조립체(200)는 도 1의 무전극 램프(1)의 코일 조립체(200)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
벌브 유니트(100a)는 도 1의 무전극 램프(1)에서와 마찬가지로, 제1엔벨로프(110) 및 제2엔벨로프(120)로 이루어지는 벌브(105), 수용관(130), 증기 방출 부재(300), 증기 유도 부재(미도시), 증기 포집 망(미도시) 및 형광 물질(600)을 구비한다. 벌브(105), 수용관(130), 증기 방출 부재(미도시), 증기 유도 부재(미도시), 증기 포집 망(미도시)은 도 1의 무전극 램프(1)의 그것들과 동일하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
본 실시예의 벌브 유니트(100a)의 형광 물질(600)은 제1엔벨로프(110)의 내측면에 도포된 형광 물질(612,614)의 두께(d4,d5)가 제2엔벨로프(120)의 내측면에 도포된 형광 물질(620)의 두께(d3)보다 얇다는 점에서는 도 1의 실시예의 형광 물질(600)과 동일하다. 따라서 본 실시예의 무전극 램프도 도 1의 실시예의 무전극 램프(1)와 마찬가지로, 제2엔벨로프(120)를 통한 광 손실이 억제되어 발광 효율이 효과적으로 상승될 수 있다.
한편, 본 실시예의 형광 물질(600)은 제1엔벨로프(110)의 내측면에 도포된 형광 물질(610)이 두께가 서로 다른 제1부분(A1) 및 제2부분(A2)으로 구분된다는 점에서는 도 1의 실시예와는 차이가 있다. 제1부분(A1)은 제1엔벨로프(110)와 제2엔벨로프(120)가 연결되는 부분에 인접한 부분, 즉 도 4에서 벌브(105)의 하측부에 해당하는 부분이며, 제2부분(A2)은 제1엔벨로프(110)와 제2엔벨로프(120)가 연결되는 부분의 반대편, 즉 도 4에서 벌브(105)의 상측부에 해당하는 부분이다. 본 실시예에서 제1부분(A1)의 형광 물질(612)의 평균 두께(d4)가 제2부분(A2)의 형광 물질(614)의 평균 두께(d5)보다 크게 형성된다. 다시 말해 제1부분(A1)의 형광 물질(612)의 평균 두께를 d4, 제2부분(A2)의 형광 물질(614)의 평균 두께를 d5, 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)의 두께를 d3라 하면, d3, d4 및 d5는 다음의 수학식 2를 만족한다.
Figure 112013048408866-pat00002
이와 같이 벌브(105)의 형광 물질(600)의 두께를 다르게 설정하면, 조명이 주로 이루어지는 방향으로 빛의 방출이 더욱 많아지게 되어 조명 효율이 더욱 상승될 수 있다.
다음으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무전극 램프에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무전극 램프의 개략적인 분리 사시도이며, 도 6은 도 5의 무전극 램프의 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 무전극 램프(2)도 도 1의 무전극 램프(1)와 마찬가지로, 벌브 유니트(100b) 및 코일 조립체(200)를 구비한다. 코일 조립체(200)는 도 1의 무전극 램프(1)의 그것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
벌브 유니트(100b)는 도 1의 무전극 램프(1)와 마찬가지로, 제1엔벨로프(110) 및 제2엔벨로프(120)로 이루어지는 벌브(105), 수용관(130), 증기 방출 부재(300), 증기 유도 부재(미도시), 증기 포집 망(미도시) 및 형광 물질(600)을 구비하며, 이들은 도 1의 무전극 램프(1)의 그것들과 실질적으로 동일하다. 본 실시예의 벌브 유니트(100b)는 이에 추가하여 반사 부재(700)를 더 구비한다.
반사 부재(700)는 제2엔벨로프(120)로부터 방출되는 빛을 다시 벌브(105)로 반사하도록 제2엔벨로프(120)에 의해서 형성되는 인입 공간(102)의 둘레를 따라 형성된다. 반사 부재(700)는 제2엔벨로프(120)의 외측면에 도포되는 반사 도료일 수 있다. 반사 도료로는 적외선 등을 반사시켜 복사열의 전달을 차단하는 열반사형 도료, 예컨대 알루미늄 페인트가 사용될 수 있다.
이처럼 본 실시예의 무전극 램프(2)는 두껍게 형성되는 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(620)과 함께 반사 부재(700)를 추가적으로 구비하여, 제2엔벨로프(120)를 통과하는 소량의 빛을 재차 벌브(105) 내로 반사시킬 수 있다. 따라서 무전극 램프의 광 효율이 더욱 높아질 수 있음은 물론, 제2엔벨로프(120)로 방출되는 복사 에너지를 더욱 확실하게 차폐할 수 있어 그 내측에 위치되는 코일(220) 및 자성체(225)의 과열 방지에 더욱 유리하다.
다음으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무전극 램프에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무전극 램프의 개략적인 분리 사시도로 벌브 부분을 절개하여 도시한 것이며, 도 8은 도 7의 무전극 램프의 개략적인 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면 본 실시예의 무전극 램프(3)도 도 1의 무전극 램프(1)와 마찬가지로, 벌브 유니트(100c) 및 코일 조립체(200)를 구비한다. 코일 조립체(200)는 도 1의 무전극 램프(1)의 코일 조립체(200)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
벌브 유니트(100c)도 도 1의 무전극 램프(1)와 마찬가지로, 제1엔벨로프(110) 및 제2엔벨로프(120)로 이루어지는 벌브(105), 수용관(130), 증기 방출 부재(300), 증기 유도 부재(미도시), 증기 포집 망(미도시) 및 형광 물질(600)을 구비하며, 이들은 도 1의 무전극 램프(1)의 그것들과 실질적으로 동일하다. 본 실시예의 벌브 유니트(100c)는 이에 추가하여 반사 부재를 더 구비한다.
본 실시예의 반사 부재는 제2엔벨로프(120)가 인입되어 형성되는 공간(102)에 삽입되어 그 인입 공간(102)의 둘레를 따라 형성되며, 내부에 중공이 형성된 반사관(800)으로 이루어진다.
반사관(800)은 그 외면에서 광 반사가 잘 이루어지도록 반사율이 높은 재질, 예컨대 알루미늄 혹은 그 합금으로 이루어질 수 있다. 또한 반사관(800)은 몸체가 반사율이 높지 않은 재질로 이루어지되, 그 외면에 반사 도료가 도포된 형태로 구성될 수도 있다. 반사관(800)의 내측 중공으로는 코일 조립체(200)가 삽입되어 코일(220) 및 자성체(225)가 반사관(800)의 중공에 위치된다. 반사관(800)의 상측에는 관통공이 형성되어 있는데 벌브 유니트(100c)의 수용관(130)이 이를 통과하여 코일 조립체(200)의 로드(210)의 중공으로 삽입된다.
이처럼 본 실시예의 무전극 램프(3)는 제2엔벨로프(120)에 두껍게 형성된 형광 물질(620)을 이용하여 제2엔벨로프(120)를 통한 광 손실을 억제함은 물론, 반사관(800)을 이용하여 제2엔벨로프(120)를 통과하는 소량의 빛을 재차 벌브(105) 내로 반사시키므로 광 효율이 더욱 상승될 수 있다. 또한 제2엔벨로프(120)로 방출되는 복사 에너지를 더욱 확실하게 차폐할 수 있어소 그 내측에 위치되는 코일(220) 및 자성체(225)의 과열로 인한 문제를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
이상 본 발명의 일부 실시예에 대해서 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
예를 들어 상기의 실시예에서는 벌브 유니트(100,100a,100b,100c)가 수용관(130), 증기 방출 부재(300), 증기 유도 부재(400), 증기 포집 망(500)을 구비하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 벌브 유니트는 이러한 구성의 전부 또는 일부를 포함하지 않는 형태로 구성될 수도 있다.
또한 도 5 내지 도 8에서는 제1엔벨로프(110)에 도포된 형광 물질(610)의 두께가 균일한 것으로 도시하였으나, 도 5 내지 도 8에 관련된 실시예에 있어서 제1엔벨로프(110)에 도포된 형광 물질(610)의 두께는 도 4에 도시된 형태로 영역별로 다르게 형성될 수도 있다.
또한 이상에서는 제2엔벨로프(120)의 형광 물질(610)의 두께를 조절하기 위해서 형광 물질(600)을 반복적으로 도포 및 건조시키는 것으로 설명하였으나, 형광 물질(610)의 두께를 제어하기 위한 방법으로는 액체 상태의 형광 물질의 점도 등을 변경하는 방법이 고려될 수도 있다.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 형태로 구체화될 수 있음은 물론이다.
1,2,3 ... 무전극 램프
100, 100a, 100b, 100c ... 벌브 유니트
105 ... 벌브
110 ... 제1엔벨로프
120 ... 제2엔벨로프
200 .. 코일 조립체
220 .. 코일
600 ... 형광 물질

Claims (8)

  1. 제1엔벨로프와,
    상기 제1엔벨로프와 함께 방전 공간을 구획하며, 상기 제1엔벨로프의 내측으로 인입되어 형성되는 제2엔벨로프와,
    상기 제1엔벨로프의 상기 방전 공간에 접하는 내측면 및 상기 제2엔벨로프의 상기 방전 공간에 접하는 내측면에 형성되는 형광 물질과,
    상기 제2엔벨로프로부터 방출되는 빛을 반사하도록 상기 제2엔벨로프에 의해서 형성되는 인입 공간의 둘레를 따라 형성되는 반사 부재와,
    상기 반사 부재의 내측에 위치되어 상기 방전 공간에 자계를 형성할 수 있는 코일을 구비하며,
    상기 제1엔벨로프의 내측면에 형성되는 상기 형광 물질의 평균 두께를 d1,
    상기 제1엔벨로프의 내측면에 형성되는 상기 형광 물질의 최대 두께를 d2,
    상기 제2엔벨로프의 내측면에 형성되는 상기 형광 물질의 평균 두께를 d3라 할 때,
    상기 d1, d2 및 d3는 다음의 수식 1을 만족하고,
    상기 제1엔벨로프의 상기 내측면에 형성되는 상기 형광 물질은 상기 제1엔벨로프에서 상기 제2엔벨로프의 연결부 측에 위치되는 제1부분과, 상기 제1엔벨로프에서 상기 제2엔벨로프의 연결부의 반대편에 위치되는 제2부분을 구비하며,
    상기 제1엔벨로프의 상기 내측면의 상기 형광 물질의 상기 제1부분의 평균 두께를 d4,
    상기 제1엔벨로프의 상기 내측면의 상기 형광 물질의 상기 제2부분의 평균 두께를 d5라 하면,
    상기 d3, d4 및 d5는 다음의 수식 2를 만족하는 무전극 램프.
    d1 ≤ d2 < d3 (수식 1)
    d5 < d4 < d3 (수식 2)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사 부재는,
    상기 제2엔벨로프의 외측면에 도포되는 열반사 도료인 무전극 램프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반사 부재는,
    상기 제2엔벨로프에 의해 형성되는 인입 공간에 삽입되며 중공이 형성된 반사관인 무전극 램프.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR950034397A (ko) * 1994-04-18 1995-12-28 제이 엘. 차스킨 개선된 형광 물질 분포부를 갖고 있는 무전극 형광 램프 및 그 제조 방법
JP2005158356A (ja) * 2003-11-21 2005-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無電極放電ランプ

Patent Citations (2)

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