KR20040058503A - 전구의 다공성 필라멘트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공의 유리관에 필라멘트를 내장시키고 필라멘트에 전원을 공급하여 발열토록 하는 전구에 있어서, 전구를 이루는 필라멘트에 다수의 요철을 두어 표면적을 증대시켜 온도보존성과 빛효율을 증대시키도록 구성한 전구의 다공성 필라멘트 구조를 제공하며, 필라멘트는 관체형 또는 봉상의 텅스텐이고, 텅스텐의 표면에 두께가 얇은 다수의 홈이나 관통공을 형성하고, 봉의 형상은 삼각 사각 및 다각 꼴등의 일종으로 구현할 수 있고, 필라멘트는 다수의 홈이나 관통홀이 분산된 봉이나 관체를 지그재그형을 이룬 구성이 바람직하고, 지그재그 형태는 중앙의 길이가 길고 양측은 길이가 작아지는 원형 지그재그형, 중앙에서 직경이 점차 커지는 나선형, 지그재그형을 이루되 지그재그 하는 길이가 일정한 사각 지그재그형, 지그재그형을 이루되 꽃무늬 형태, 양단이 근접한 원형을 이룬 형태, 코일 스프링과 같은 형상, 평면상 삼각꼴을 이루되 점차 직경이 커지는 스프링 형태중의 하나를 이룬 것을 예시할 수 있다.

Description

전구의 다공성 필라멘트 구조{Bulb filament structures with multiple holes}

본 발명은 전구의 다공성 필라멘트 구조에 관한 것으로, 필라멘트를 이루는 텅스텐을 텅스텐 관이나 텅스텐봉으로 구성하고, 이들의 외주연에 홈이나 관통공을 다수 형성하여 외부 표면적을 증대시켜 축열 및 발열을 증대시켜 빛을 밝도록 하고, 이들을 또한 다양한 지그재그 형태로 구현하여 밝기를 미세하게 조정 가능토록 함과 동시에 다양한 디자인의 구현을 가능토록 한 전구의 다공성 필라멘트 구조에 관한 것이다.

일반적으로 빛을 이용하는 것 중의 하나는 조명인데 그 중에서 대표적인 빛은 태양광(Day Light)과 실내 조명기구에서 많이 볼 수 있는 필라멘트를 사용하는 텅스텐광(Tungsten Light)이라 할 수 있다. 이 두 가지 종류의 광원에 따라 조명을 조합하여 사용한다. 이러한 텅스텐광을 이용하는 백열전구는 필라멘트를 진공 속에서 가열하면 뜨거워져 이때 빛을 발생하게 되는데 이것이 백열전구의 원리이다. 즉, 필라멘트가 가열될 때 뜨거운 필라멘트에서 전자가 방출되고 발생된 전자는 필라멘트 주위에 무리 지어 존재하므로 불활성기체를 넣어 열을 방열 시키고 필라멘트의 산화를 막도록 기능 한다.

이러한 백열전구의 일 예로는 도 1 과 같이 진공의 유리관(1)에 필라멘트(2)를 안치시키고, 필라멘트(2)에는 외부 단자부(3)를 통하여 소켓과 결합 시 전원을 인가하도록 이루어진다. 이때 필라멘트(2)를 감는 이유는 필라멘트를 이루는 재질인 텅스텐의 융점이 약 섭씨 3500도 인데 텅스텐 필라멘트(2)를 통하여 전류를 흘러보내면, 텅스텐 내부의 저항에 의하여 열이 발생하고 이 때 발생한 복사열 때문에 빛이 발생하게 된다. 그런데 텅스텐의 온도가 올라갈수록 빛은 점점 밝아져 빛 효율이 증가학 때문에 텅스텐의 온도를 높이기 위하여 텅스텐의 필라멘트(2)를 감는 것이다. 즉, 감을 때 안쪽의 온도가 도 2 와 같이 바깥쪽 보다는 높기에 빛의 효율을 증대시키는 작용을 한다. 그러나 이러한 방식은 빛의 효율을 증대시키는 이점은 있으나, 과열 등으로 인하여 필라멘트(2)가 쉬 단절되어 전구의 수명이 짧아지는 문제점이 있다.

또한 전체 공급 에너지의 30퍼센트만 열전자를 발생시키는 복사열로 사용되고 70퍼센트는 열로 발생되어 광 효율이 약 80퍼센트 정도를 발생시키는 형광등에비하여 광효율이 현저히 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 이를 해소코자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 백열 전구의 텅스텐의 표면에 요철이나 다공을 두어 필라멘트의 표면적을 증대시켜 이를 사용한 전구는 빛 효율을 증대시키도록 한 전구의 다공성 필라멘트 구조를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다공성을 가진 기본 필라멘트의 길이를 지그재그 형태로 연장시켜 표면적을 증대시켜 이를 사용한 전구는 빛 효율을 증대시키고 수명을 연장시키는 전구의 다공성 필라멘트 구조를 제공하려는 것이다.

도 1은 일반적인 전구의 도면,

도 2는 일반적인 전구의 필라멘트를 확대한 도면,

도 3은 본 발명을 이루는 일 필라멘트의 요부 확대도,

도 4a는 본 발명을 이루는 다른 필라멘트의 단면도,

도 4b는 본 발명을 이루는 또 다른 필라멘트의 단면도,

도 5는 삼각봉을 이룬 본 발명의 요부 사시도,

도 6은 사각봉을 이룬 본 발명의 요부 사시도,

도 7은 다각봉을 이룬 본 발명의 요부 사시도,

도 8은 본 발명의 다른 필라멘트를 나타낸 도면,

도 9는 본 발명의 필라멘트가 지그재그형을 이룬 형태를 나타낸 도면,

도 10은 본 발명의 필라멘트가 나선형을 이룬 도면,

도 11은 본 발명의 필라멘트가 사각 지그재그형을 이룬 도면,

도 12는 본 발명의 필라멘트가 꽃무늬 형태를 이룬 도면,

도 13은 본 발명의 필라멘트가 양단이 근접한 원형을 이룬 도면,

도 14는 본 발명의 필라멘트가 코일 스프링과 같은 형상을 이룬 도면,

도 15a는 본 발명의 필라멘트가 삼각 나선형 스프링 형태를 이룬 도면,

도 15b는 본 발명의 필라멘트가 원형 나선형 스프링 형태를 이룬 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10;텅스텐관 11;홈

20;텅스텐봉 21;관통공

22;홈

즉, 본 발명은 진공의 유리관에 필라멘트를 내장시키고 필라멘트에 전원을 공급하여 발열토록 하는 전구의 필라멘트 구조에 있어서,

전구를 이루는 필라멘트에 다수의 요철을 두어 표면적을 증대시켜 온도보존성과 빛효율을 증대시키도록 구성한 전구의 다공성 필라멘트 구조를 제공하려는 것이다.

상기 필라멘트는 관체형 텅스텐이고, 텅스텐의 표면에 두께가 얇은 다수의 홈을 형성한 것이 좋다.

상기 필라멘트는 봉 상의 텅스텐이고, 텅스텐의 표면에 직경 방향으로 관통하는 다수의 관통공이나 소정 깊이의 다수의 홈을 방사상으로 형성한 것이 좋다. 봉의 형상은 삼각 사각 및 다각 꼴등의 일종으로 구현할 수 있다.

본 발명의 필라멘트는 다수의 홈이나 관통홀이 분산된 봉이나 관체를 지그재그형을 이룬 구성이 바람직하다.

지그재그 형태는 중앙의 길이가 길고 양측은 길이가 작아지는 원형 지그재그형, 중앙에서 직경이 점차 커지는 나선형, 지그재그형을 이루되 지그재그 하는 길이가 일정한 사각 지그재그형, 지그재그형을 이루되 꽃무늬 형태, 양단이 근접한 원형을 이룬 형태, 코일 스프링과 같은 형상, 평면상 삼각꼴을 이루되 점차 직경이 커지는 스프링 형태중의 하나를 이룬 것을 예시할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명을 이루는 필라멘트의 요부 확대 사시도로, 관체형 텅스텐관 (10)의 외주연에 두께가 얇은 다수의 홈(11)을 분산 형성한 구성을 이룬다.

도 4a는 본 발명을 이루는 필라멘트를 봉상으로 구성한 도면으로, 텅스텐봉 (20)의 외주연에 상호 직경방향으로 분산 관통하는 관통공(21)을 다수 형성한다.

도 4b는 본 발명을 이루는 필라멘트를 봉상으로 구성한 다른 실시예를 보여주는 도면으로, 텅스텐봉(20)의 외주연에 방사상으로 소정 깊이의 다수의 홈(11)을형성한다. 여기서, 이상과 같은 필라멘트의 재질로는 텅스텐으로 한정되는 것은 아니며, 텅스텐 이외의 기타 다른 금속이 사용될 수도 있다.

도 5는 삼각봉에 도 6은 사각봉에 도 7은 다각봉에 다수의 홈(11)(또는 관통공(21)을 형성한 구성이고, 도 8은 봉상의 텅스텐봉(20)에 일정 길이 간격마다 직경이 작아지는 홈(22)을 연속 형성한다.

도 9는 필라멘트가 지그재그형을 이루되 중앙의 길이가 길고 양측은 길이가 작아지는 원형 지그재그형을 이룬 것이다.

도 10은 필라멘트가 중앙에서 직경이 점차 커지는 나선형을 이룬 것이다.

도 11은 필라멘트가 지그재그형을 이루되 지그재그 하는 길이가 일정한 사각 지그재그형을 이룬 것이다.

도 12는 필라멘트가 지그재그형을 이루되 꽃무늬 형태를 이룬 것이다.

도 13은 필라멘트가 양단이 근접한 원형을 이룬 것이다.

도 14는 필라멘트가 코일 스프링과 같은 형상을 이룬 것이다.

도 15a는 필라멘트가 평면상 삼각꼴을 이루되 점차 직경이 커지는 스프링 형태를 이룬 것이다.

도 15b는 필라멘트가 원형을 이루되, 점차 직경이 커지는 스프링 형태를 이룬 것이다.

이와 같이 구성한 본 발명은 관체형 텅스텐관(10) 또는 봉상의 텅스텐봉(20)의 외주연에 홈(11)이나 관통공(21)을 다수 분산 설치하고, 이를 사용하여 지그재그 형태로 구성한 도 9 내지 도 11과 같은 방식의 필라멘트는 각각 다수의 홈(11)이나 관통공(21)을 이루므로, 전구의 필라멘트로 사용할 경우 홈(11)이나 관통공 (21)에 의하여 표면적이 증대하여 열이 축열되므로 결과적으로 빛이 밝아지는 효과를 제공한다. 이는 본 발명의 필라멘트를 이루는 텅스텐관(10)이나 텅스텐봉(20)에 홈(11)이나 관통공(21)(또는 도 8 과 같은 홈(22)이나 이들의 조합도 가능)을 형성하였기에 단위 필라멘트 표면적이 증대하여 축열 성능이 우수하고, 동시에 이를 지그재그 형태로 과열 정도를 안쪽과 바깥쪽의 발열량을 강제로 달리함으로써, 더욱더 발열 효과를 증진시킨다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상과 같이 본 발명은 단위 필라멘트를 관체형이나 봉상으로 구현하되 표면에 홈이나 관통공을 형성하여 표면적을 증대시킴으로써 축열을 가능토록 함으로써 발열 효과를 높이고, 이를 사용하여 지그재그형태로 구현함으로써 직경이 작은 부분에서 더욱 발열이 증가토록 함으로써 전체의 조도를 밝게 할 수 있어 고효율의 전구를 만들 수 있는 필라멘트를 제공 가능토록 한다.

아울러 관체형이나 봉 상의 필라멘트 표면에 홈이나 관통공을 다수 형성한 기재를 다양한 지그재그 형태로 설계 가능하고 다양한 디자인의 변형이 가능하여 우수한 디자인의 필라멘트를 가진 전구를 생산 가능토록 하다. 또한 다수의 홈이나 관통공을 이용하거나 이들을 조합함으로써 미세한 조도 차이를 동일 형상에서 구분하여 설계가능 하는 등 전구의 사용 범위를 용도별로 넓힐 수 있다.

Claims (14)

1. 진공의 유리관에 필라멘트를 내장시키고 필라멘트에 전원을 공급하여 발열토록 하는 전구에 있어서,

   전구를 이루는 필라멘트에 다수의 요철을 두어 표면적을 증대시켜 온도보존성과 빛효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 필라멘트는 관체형 텅스텐이고, 텅스텐의 표면에 두께가 얇은 다수의 홈을 형성한 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
3. 제 1 항에 있어서, 필라멘트는 봉상의 텅스텐이고, 텅스텐의 표면에 직경 방향으로 관통하는 다수의 다공을 형성한 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
4. 제 1 항에 있어서, 필라멘트는 삼각봉상의 텅스텐이고, 텅스텐의 표면에 두께가 얇아지는 다수의 홈이나 직경 방향 관통홈을 분산 형성한 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
5. 제 1 항에 있어서, 필라멘트는 사각봉상의 텅스텐이고, 텅스텐의 표면에 두께가 얇아지는 다수의 홈이나 직경방향 관통 홈을 분산 형성한 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
6. 제 1 항에 있어서, 필라멘트는 다각봉상의 텅스텐이고, 텅스텐의 표면에 두께가 얇아지는 다수의 홈이나 직경방향 관통 홈을 분산 형성한 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
7. 제 1 항에 있어서, 필라멘트는 봉상의 텅스텐이고, 텅스텐의 표면에 길이방향으로 일정 거리마다 직경이 작아지는 소경부를 연속 형성한 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 한 항에 있어서, 필라멘트는 지그재그형을 이루되 중앙의 길이가 길고 양측은 길이가 작아지는 원형 지그재그형을 이룬 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 한 항에 있어서, 필라멘트는 중앙에서 직경이 점차 커지는 나선형을 이룬 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
10. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 한 항에 있어서, 필라멘트는 지그재그형을 이루되 지그재그하는 길이가 일정한 사각 지그재그형을 이룬 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
11. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 한 항에 있어서, 필라멘트는 지그재그형을 이루되 꽃무늬 형태를 이룬 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
12. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 한 항에 있어서, 필라멘트는 양단이 근접한 원형을 이룬 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
13. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 한 항에 있어서, 필라멘트는 코일 스프링과 같은 형상을 이룬 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.
14. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 한 항에 있어서, 필라멘트는 평면상 삼각꼴을 이루되 점차 직경이 커지는 스프링 형태를 이룬 것을 특징으로 하는 전구의 다공성 필라멘트 구조.