KR19990081038A - Fluorescent lamp - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외면에 광촉매막을 형성시켜 오염물질이 내부에서 발생되는 자외선에 의해 탄산가스 또는 물(H2O)로 바뀌도록 함으로써 오염물질을 제거할 수 있는 형광램프( A fluorescent lamp )에 관한 것으로서,The present invention relates to a fluorescent lamp (A fluorescent lamp) that can remove the contaminants by forming a photocatalyst film on the outer surface to change the pollutants into carbon dioxide gas or water (H 2 O) by the ultraviolet rays generated therein,
단부에 전극이 배치되고 단면이 원형인 유리관과, 상기 유리관의 내면에 도포되어 전극 사이의 전자방출에 따라 자외선이 형광체에 여기되어 가시광선을 방출하는 형광체층을 포함한다. 이때, 상기 형광체층은 가시광선 이외에 350 내지 400 nm 파장대의 자외선 방사량이 0.7 내지 1.3 mW/㎠ 범위가 되도록 설계되고, 상기 유리관의 외면에는 산화티탄(TiO2)막이 도포된다.A glass tube having an electrode disposed at an end and having a circular cross section, and a phosphor layer which is applied to an inner surface of the glass tube and emits visible light by exciting ultraviolet rays with the electron emission between the electrodes. In this case, the phosphor layer is designed so that ultraviolet radiation in the 350 to 400 nm wavelength range in addition to the visible light is in the range of 0.7 to 1.3 mW / cm 2, and a titanium oxide (TiO 2 ) film is coated on the outer surface of the glass tube.
본 발명은 산화티탄막의 화학반응에 의해 오염물질을 분해하여 외면을 항상 깨끗한 상태로 유지시킬 수 있기 때문에 광도를 향상시킬 수 있고, 냄새성분의 제거로 인하여 악취의 발생을 방지할 수 있으며, 청소작업의 횟수를 줄여 비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.The present invention can improve the brightness because it can decompose contaminants by the chemical reaction of the titanium oxide film to always maintain a clean state, can prevent the occurrence of odor due to the removal of odor components, cleaning work The cost can be reduced by reducing the number of times.
Description
본 발명은 형광램프에 관한 것으로서 특히, 빛의 에너지를 이용하여 외면의 오염을 방지하고, 냄새를 제거하며, 항균효과를 갖도록 구조가 개선된 형광램프에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluorescent lamp, and more particularly, to a fluorescent lamp having an improved structure to prevent contamination of the outer surface by using energy of light, to remove odor, and to have an antibacterial effect.
최근 형광램프의 사용분야가 급격히 증가하면서, 그 사용자의 편의를 향상시키기 위한 노력이 진행되고 있다. 그 예로서 광도를 향상시키기 위한 청소작업이 필요없는 형광램프의 개발이 진행중이다. 이와 같은 형광램프는 병원시설, 노인시설, 학교시설 등 곰팡이 또는 세균의 서식을 방지하여야 하는 장소에서 사용되는 경우에 냄새제거 및 항균작용을 수행함으로써 쾌적하고 청결한 환경을 유지하기 위하여 더욱 필요하게 된다.Recently, as the field of use of fluorescent lamps has increased rapidly, efforts have been made to improve the user's convenience. For example, development of a fluorescent lamp that does not require cleaning to improve the brightness is in progress. Such fluorescent lamps are more necessary to maintain a pleasant and clean environment by performing odor removal and antimicrobial activity when used in a place where a fungus or bacteria should be prevented, such as a hospital facility, an elderly facility, or a school facility.
일반적으로 사용되고 있는 형광램프는 도 1에 도시된 바와 같이 원형의 단면을 갖는 것이 대부분이다. 이때, 형광램프는 유리 재질로 제조된 관형체(11)의 내면에 형광물질층(12)이 도포되어 있고, 양쪽 단부에 전극(13)을 배치되어 있으며, 그 내부에는 수은 또는 아르곤(Ar) 등의 희가스가 채워져 있다.Fluorescent lamps generally used have a circular cross section, as shown in FIG. At this time, the fluorescent lamp is coated with a fluorescent material layer 12 on the inner surface of the tubular body 11 made of a glass material, the electrode 13 is disposed at both ends, the inside of the mercury or argon (Ar) Rare gas such as is filled.
상기와 같은 형광램프는 전극에 전원이 인가됨에 따라 전자 방출이 이루어지고, 상기 방출된 전자와 수은원자 사이의 충돌에 의해 자외선이 발생되면 형광물질층(12)이 여기되어 가시광선을 발생시킴으로써 점등이 이루어진다.Such fluorescent lamps emit electrons when power is applied to electrodes, and when ultraviolet rays are generated by collision between the emitted electrons and mercury atoms, the fluorescent material layer 12 is excited to generate visible light. This is done.
그런데, 상기와 같은 형광램프는 사용분야가 광범위하게 이루어지고 있는데, 대부분 외부에 노출되도록 설치되는 것이 보통이다. 따라서, 사용기간의 경과에 따라 형광램프의 외면은 오염물질의 부착으로 인하여 광도가 저하되는 동시에 악취를 발생시키는 문제점이 있다.By the way, the fluorescent lamp as described above is widely used in the field of use, most of which is usually installed to be exposed to the outside. Therefore, as the use period elapses, the outer surface of the fluorescent lamp has a problem in that the brightness is lowered due to adhesion of contaminants and at the same time, a odor is generated.
상기와 같은 이유로 인하여 소정 기간 간격으로 청소를 수행하여 오염물질을 제거하고 있다. 그러나 이 방법은 작업이 번거롭고 시간이 많이 필요하게 되어 시간적, 비용적으로 손실이 발생한다.For this reason, cleaning is performed at predetermined intervals to remove contaminants. However, this method is cumbersome and time consuming, resulting in loss of time and money.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외면에 광촉매막을 형성시켜 오염물질이 내부에서 발생되는 자외선에 의해 탄산가스 또는 물(H2O)로 바뀌도록 함으로써 오염물질을 제거하여 광도의 저하를 방지하고 청소에 필요한 비용을 줄일 수 있는 형광램프를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, by forming a photocatalyst film on the outer surface to change the pollutants to carbon dioxide gas or water (H 2 O) by the ultraviolet light generated inside the pollutants The purpose of the present invention is to provide a fluorescent lamp that can be removed to prevent a decrease in brightness and to reduce the cost of cleaning.
도 1은 일반적인 형광램프를 나타내는 사시도 및 그 단면도,1 is a perspective view and a cross-sectional view of a general fluorescent lamp,
도 2는 본 발명에 의한 형광램프의 구조를 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view showing the structure of a fluorescent lamp according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 광촉매막에서 이루어지는 오염물질의 제거 동작을 나타내는 도면,3 is a view showing an operation of removing contaminants in a photocatalyst film according to the present invention;
도 4는 형광램프의 표면에 기름 등의 무기물이 부착된 경우에 본 발명의 점등상태와 소등상태에서 기름의 중량변화를 비교하여 나타내는 도면,4 is a view showing a comparison of the weight change of oil in the lit state and the unlit state when the inorganic material such as oil is attached to the surface of the fluorescent lamp,
도 5는 형광램프의 표면에 냄새성분이 부착된 경우에 본 발명의 점등상태와 소등상태에서 냄새성분의 잔존율 변화를 비교하여 나타내는 도면.5 is a view showing a comparison of the residual rate change of the odor component in the lit state and the unlit state when the odor component is attached to the surface of the fluorescent lamp.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
21 : 유리관 22 : 형광체층21 glass tube 22 phosphor layer
23 : 광촉매막23: photocatalyst film
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 단부에 전극이 배치되고 단면이 원형인 유리관과, 상기 유리관의 내면에 도포되어 전극 사이의 전자방출에 따라 자외선이 형광체에 여기되어 가시광선을 방출하는 형광체층을 포함하는 형광램프에 있어서; 상기 형광체층은 가시광선 이외에 350 내지 400 nm 파장대의 자외선 방사량이 0.7 내지 1.3 mW/㎠ 범위가 되도록 설계되고, 상기 유리관의 외면에는 산화티탄(TiO2)막이 도포된 것을 특징으로 하는 형광램프를 제공한다.The present invention for achieving the above object is, the electrode is disposed at the end and the circular cross section of the glass tube, and is applied to the inner surface of the glass tube is ultraviolet light is excited to the phosphor in accordance with the electron emission between the electrodes to emit visible light A fluorescent lamp comprising a phosphor layer; The phosphor layer is designed so that ultraviolet radiation in the 350 to 400 nm wavelength range in addition to visible light is in the range of 0.7 to 1.3 mW / ㎠, and a titanium oxide (TiO 2 ) film is coated on the outer surface of the glass tube. do.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described.
도 2는 본 발명에 의한 형광램프의 구조를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a fluorescent lamp according to the present invention.
도 2를 참조하면, 참조번호 21은 단면이 원형이고 양 단부에 전극이 배치되며 그 내부는 수은가스로 채워진 유리관을 나타내고, 참조번호 22는 상기 유리관(21)의 내면에 도포되어 조명광 및 근자외선을 발생시키는 형광체층을 나타내고, 참조번호 23은 상기 유리관(21)의 외면에 도포되어 상기 형광체층(22)에서 발생되는 근자외선에 의해 화학반응을 일으켜 외면에 부착되는 오염물질을 분해하는 광촉매막을 나타낸다.Referring to FIG. 2, reference numeral 21 denotes a glass tube filled with mercury gas, and an electrode is disposed at both ends of a circular cross section, and reference numeral 22 is applied to an inner surface of the glass tube 21 to illuminate light and near ultraviolet rays. And a reference numeral 23 denotes a photocatalyst film which is applied to an outer surface of the glass tube 21 to cause a chemical reaction by near-ultraviolet rays generated from the phosphor layer 22 to decompose contaminants attached to the outer surface. Indicates.
상기에서 형광체층(22)은 자외선 출력비가 1.2% 이상이 되는 물질을 사용하고, 상기 광촉매막(23)은 광도의 저하를 방지하기 위하여 투명성이 높아야 한다.The phosphor layer 22 uses a material having an ultraviolet output ratio of 1.2% or more, and the photocatalytic film 23 should have high transparency to prevent a decrease in light intensity.
이때, 상기와 같은 형광램프의 외면에 부착되어 광도를 저하시키는 오염물질은 대부분 탄소(C)와 수소(H)의 결합체이기 때문에 상기 광촉매막(23)은 산화티탄(TiO2)막을 사용하는 것이 바람직하다.At this time, since most of the contaminants attached to the outer surface of the fluorescent lamp to lower the brightness are a combination of carbon (C) and hydrogen (H), the photocatalyst film 23 uses a titanium oxide (TiO 2 ) film. desirable.
또한, 상기에서 광촉매 효과를 얻기 위해서는 어느 정도의 자외선이 필요한데, 형광램프로부터의 자외선 방사량은 형광체의 종류에 따라 조정 가능하다. 이때, 상기 자외선 방사량을 너무 많게 하면 가시광선의 방사량이 저하되어 밝기(조도)가 저하되고, 자외선 방사량을 너무 적게 하면 밝기(조도)는 향상되지만 광촉매 효과는 저하된다. 결국, 밝기를 저하시키지 않고 광촉매 효과를 얻기 위해서는 자외선 방사량의 적정화가 요구된다.In addition, in order to obtain a photocatalytic effect, a certain amount of ultraviolet rays are required, but the amount of ultraviolet radiation from the fluorescent lamp can be adjusted according to the type of phosphor. At this time, if the amount of ultraviolet radiation is too high, the amount of visible light radiation is lowered and the brightness (illuminance) is lowered. If the amount of ultraviolet radiation is too low, the brightness (illuminance) is improved, but the photocatalytic effect is lowered. As a result, in order to obtain a photocatalytic effect without lowering the brightness, an appropriate amount of ultraviolet radiation is required.
본 발명에서의 형광체층(22)은 가시광선 이외에 350 내지 400 nm 파장대의 자외선 방사량이 0.7 내지 1.3 mW/㎠ 범위가 되도록 설계된다.The phosphor layer 22 in the present invention is designed so that the ultraviolet radiation amount in the 350 to 400 nm wavelength band in addition to the visible light is in the range of 0.7 to 1.3 mW / cm 2.
이하, 상기 광촉매막(23) 즉, 산화티탄막의 화학반응에 의해 오염물질이 제거되는 과정을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a process of removing contaminants by a chemical reaction of the photocatalytic film 23, that is, titanium oxide film will be described in detail with reference to FIG. 3.
상기 형광램프의 표면에는 유분 즉, 유기물의 부착이 이루어지면 상기 유기물을 접탁제로 하여 먼지 즉, 무기물이 부착된다. 이와 같은 동작에 의해 형광램프에 오염물질이 부착된 후 그의 제거과정은 다음과 같다.When the oil, that is, the organic material is attached to the surface of the fluorescent lamp, dust, that is, the inorganic material is attached to the organic material as a suspending agent. After the contaminants are attached to the fluorescent lamp by the operation as described above, the removal process is as follows.
상기 형광램프의 동작에 의해 유리관(21) 내면의 형광체층(22)에서 조명광과 근자외선이 발생한다. 이때, 상기 근자외선은 400㎚의 파장을 갖는다.By the operation of the fluorescent lamp, illumination light and near-ultraviolet rays are generated in the phosphor layer 22 on the inner surface of the glass tube 21. In this case, the near ultraviolet ray has a wavelength of 400 nm.
상기 근자외선이 유리관(21)을 통과하여 상기 광촉매막(23)으로 흡수되면, 그의 에너지에 의해 상기 광촉매막(23)에서는 산화티탄 결정중의 결합관계가 끊어져 광촉매막(23)의 내부와 표면에 전자(e-)와 정공(h+)이 발생한다. 상기 전자와 정공은 그 일부가 광촉매막(23)의 표면으로 이동되어 공기중의 산소(O) 또는 물(H2O)과 반응하여 활성종을 생성한다. 상기 생성된 활성종은 오염물질과 접촉되어 오염물질의 전자와 화학반응을 일으키면서 결합되어 오염물질 결정의 전자 결합관계를 끊는다. 이때, 오염물질은 기름과 같은 무기물이거나 먼지와 같은 유기물로서, 대부분 탄소(C)와 수소(H)의 결합물이다.When the near-ultraviolet rays pass through the glass tube 21 and are absorbed into the photocatalytic film 23, the energy of the photocatalytic film 23 breaks the binding relationship in the titanium oxide crystal due to its energy, and thus the inside and the surface of the photocatalytic film 23 Electrons (e-) and holes (h +) are generated in the. Part of the electrons and holes are moved to the surface of the photocatalytic film 23 to react with oxygen (O) or water (H 2 O) in the air to generate active species. The generated active species is contacted with the contaminant to cause a chemical reaction with the electrons of the contaminant, thereby breaking the electron coupling relationship of the contaminant crystal. At this time, the pollutant is an inorganic substance such as oil or an organic substance such as dust, and is mostly a combination of carbon (C) and hydrogen (H).
상기의 동작에 의해 오염물질 결정의 전자 결합관계가 끊어지면 상기 오염물질은 탄소(C)와 수소(H)로 분해되는데, 이는 공기중의 산소(O)와 결합하면서 이산화탄소(CO2) 및 물(H2O)을 발생시킨다.When the electron coupling relationship of the pollutant crystal is broken by the above operation, the pollutant is decomposed into carbon (C) and hydrogen (H), which is combined with oxygen (O) in the air, while carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O) is generated.
결국, 오염물질을 이산화탄소(CO2) 및 물(H2O)로 변경시킴으로써 형광램프의 표면에 부착된 세균, 냄새의 근원, 기름 성분 등을 분해하여 형광램프의 외면을 항상 깨끗한 상태로 유지시킬 수 있게 된다.Eventually, by changing pollutants into carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O), bacteria, odor sources, and oil components attached to the surface of the fluorescent lamp can be decomposed to keep the exterior of the fluorescent lamp clean. It becomes possible.
본 발명에 따른 기름성분과 냄새성분의 제거효과는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같다.The removal effect of the oil component and the odor component according to the present invention is as shown in FIGS. 4 and 5.
먼저, 도 4는 형광램프에 식물성 기름을 도포하고 형광램프를 점등시켜 자외선이 조사되도록 한 상태에서 기름의 중량변화를 관찰한 예를 나타내고 있는 그래프이다. 상기 도 4에서 A는 본 발명의 형광램프를 소등시킨 상태에서 기름의 중량변화를 나타내고, B는 본 발명의 형광램프를 점등시킨 상태에서 기름의 중량변화를 나타낸다. 결국, 시간의 흐름에 따라 소등상태에서는 기름의 중량변화가 거의 없으나, 점등상태에서는 약 2시간이 경과후 거의 모든 기름성분이 제거됨을 알 수 있다. 상기 실험조건은 약26℃의 온도, 약 50%의 습도, 25㎠의 촉매막, 20mW/㎠의 자외선량 등이다.First, FIG. 4 is a graph showing an example of observing a change in weight of oil in a state in which vegetable oil is applied to a fluorescent lamp and the fluorescent lamp is turned on to irradiate ultraviolet rays. In FIG. 4, A represents the weight change of oil in the state in which the fluorescent lamp of the present invention is turned off, and B represents the weight change of oil in the state of turning on the fluorescent lamp of the present invention. As a result, there is almost no change in the weight of oil in the off state over time, but almost all oil components are removed after about 2 hours in the lit state. The experimental conditions include a temperature of about 26 ° C., a humidity of about 50%, a catalyst film of 25 cm 2, and an amount of ultraviolet light of 20 mW / cm 2.
한편, 도 5는 식물에서 나는 냄새의 한 성분인 아세트알데히드를 시험상자에 놓고 본 발명에 의한 형광램프의 전등시와 소등시의 아세트알데히드 농도변화를 관찰한 예를 나타내고 있는 그래프이다. 상기 도 5에서 A는 소등시를 나타내고, B는 점등시를 나타낸다. 결국, 약 4시간의 경과후 소등시는 잔존율이 60% 정도이지만 점등시는 20% 이하로 저하됨을 알 수 있다.On the other hand, Figure 5 is a graph showing an example of acetaldehyde concentration of the fluorescent lamp according to the invention when the acetaldehyde which is one component of the smell of the plant in the test box and observed the change in the concentration of acetaldehyde. In FIG. 5, A represents an unlit time and B represents a lit time. As a result, after about 4 hours, the extinction rate is about 60% when turned off, but it is lowered to 20% or less when turned on.
본 발명의 기술적 사상은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술분야에서 첨부한 특허청부범위에 따라 여러 가지 변형이나 수정이 가능하다. 본 발명의 광촉매막은 형광램프의 유리관 외면에 직접 도포하지 않고 형광램프를 보호하는 조명기구의 전면유리에 도포하여 본 발명을 구현할 수 있다. 예를 들어, 가로등 또는 터널 조명용 투광기의 전면유리 표면에 산화티탄막을 도포하여 사용할 수 있다.The technical spirit of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes are possible according to the appended claims in the technical field of the present invention. The photocatalyst film of the present invention may be applied to the front glass of a luminaire protecting the fluorescent lamp without directly applying to the outer surface of the glass tube of the fluorescent lamp. For example, a titanium oxide film may be applied to the windshield surface of the floodlight for floodlights or tunnel lighting.
한편, 상기와 같은 본 발명에 의한 형광램프의 제조방법은 산화티탄 미립자 분산액을 이용하여 Sol-Gel 방법과 Deep 방법 등이 사용될 수 있다.On the other hand, the method of manufacturing a fluorescent lamp according to the present invention as described above may be used a Sol-Gel method and a Deep method using a titanium oxide fine particle dispersion.
이때, 상기 Sol-Gel 방법은 유리관을 미립자 분산액에 담근 후 500℃의 소성을 수행하고, 램프제조공정을 수행하여 완성한다. 또한, 상기 Deep 방법은 유리관을 램프제조공정을 수행하고 미립자 분산액에 담근 후 120℃의 소성을 수행하여 완성한다.At this time, the Sol-Gel method is completed by immersing the glass tube in the fine particle dispersion, firing at 500 ℃, and performing a lamp manufacturing process. In addition, the Deep method is completed by performing a lamp manufacturing process and immersing the glass tube in the fine particle dispersion and firing at 120 ℃.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 형광램프는 광촉매막의 화학반응에 의해 오염물질을 분해하여 외면을 항상 깨끗한 상태로 유지시킬 수 있기 때문에 광도를 향상시킬 수 있고, 냄새성분의 제거로 인하여 악취의 발생을 방지할 수 있으며, 청소작업의 횟수를 줄여 비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.As described above, the fluorescent lamp of the present invention can improve brightness by decomposing contaminants by chemical reaction of the photocatalyst film and always keep the outer surface clean. It can prevent, and save money by reducing the number of cleaning operations.
Claims (1)
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| KR1019980014707A KR19990081038A (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Fluorescent lamp |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| KR19990081038A true KR19990081038A (en) | 1999-11-15 |
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Family Applications (1)
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| KR1019980014707A KR19990081038A (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Fluorescent lamp |
Country Status (1)
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1998
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