KR20040069450A - 카본사 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 유리관(밀폐용기)에 발열체로 탄소체를 내장시켜 전원을 외부 단자로 공급토록 이루어진 전기스토브용 가열램프에서,

카본사인 탄소사(6)를 수개의 다발로 나눈 제 1 내지 제 3 탄소사속(11,12,13)을 상호 딴 일정 길이의 탄소체(10), 및

상기 탄소체(10)의 양단을 일부 절곡하여 각 탄소사(6)가 풀리지 않도록 감아 고정하며 외부 단자에 고정하는 고정단자(20)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 카본사램프 이다.

Description

카본사 램프{Carbon fibers lamp}

본 발명은 카본사램프에 관한 것으로, 카본사(탄소사)속을 상호 엮어 따고 딴 탄소체의 양단에 겹침부를 두고 겹침부를 고정단자로 감아 고정시킨 탄소체와 고정단자를 진공의 유리관에 내장시킨 카본사램프에 관한 것이다.

일반적으로 램프는 전구라고도 하는데 진공관의 내부에 설치한 필라멘트에 전류를 흐르게 하여 고온으로 가열함으로써 생기는 빛을 이용하기도 하고, 필요에 따라서는 발열하는 열을 이용하는 히터용 램프로 사용하기도 한다. 이는 진공 상태에서 내부에 필라멘트를 설치하고 유리관의 양단에 필라멘트와 연결하는 단자를 설치한 구성을 예시할 수 있다. 또한 유리관의 축을 따라서 텅스턴 플라멘트를 설치하고 관내에 요오드 가스를 봉입하여 필라멘트에 전류를 보내면(전원을 인가하면) 필라멘트에서 발생한 텅스텐 원자가 관벽에서 요오드와 결합하여 요오드화텅스텐으로 되어 필라멘트로 되돌아가고, 여기서 또 분해되어 텅스텐을 필라멘트에 남기는 이른바 요오드 사이클에 의하여 장시간 사용 가능한 고 효율의 램프로 사용한다.

그러나 이러한 방식의 램프는 필라멘트의 손상이 외부 충격에 약하고, 가열에 의한 형태변형 등으로 내구성이 약한 문제점이 있으며, 코일을 설치하는데 따른 원가 상승 등의 부담이 있다.

한편 면상 발열체 등에 사용하는 카본사는 미세한 굵기의 카본섬유다발을 하나의 군으로 하여 사용한다. 예를 들어 카본섬유가 26400개로 이루어진 경우 길이가 1 미터, 직경이 0.3 미리미터 인 경우 약 60옴의 저항치를 이룬다. 때문에 이를 기초로 원하는 출력(와트)을 설계하여 면상발열체 등을 제조한다. 물론 이 경우 저항치는 저항식(식에서 R;저항, rho ;저항률, l;길이, s;단위면적 이다)에 따라 결정한다. 그러나 이들은 면상발열체의 발열원으로 사용하는 것이어서 주로 약 50도 내지 70도의 온도를 발산토록 설계하며, 그 이상이 되면 화재의 위험이 있고, 공기와 산화되어 내구성이 현격히 저하된다.

한편 이러한 카본사를 열원으로 하여 진공튜브에 내장시킨 히터가 개발되었는데, 카본사를 일정한 묶음으로 저항치를 설정하여 원하는 출력을 제공토록 하는 것이나 카본사를 단자에 고정하는 기술과 카본사를 집속하는 기술이 미비하여 산업화에 어려움을 겪고 있다. 이러한 기술의 일 예로는 일본 공개특허 2000-123960호로 공개된 탄소계 발열체가 알려져 있는바, 이는 도 1 과 같이 탄소계 발열체(1)의 양단에 캡형 전극부(2)를 두고 탄소계 발열체(1)와 캡형 전극부(2)가 진공밀폐용기(3)내에 내장되고, 캡형 전극부(2)는 리드선(4)을 접속시켜 전원을 인가하도록 이루어진다. 상기 리드선(4)은 도 2 와 같이 다수의 다발로 이루어진 탄소계 탄소사(6)의 다발 외주연을 탄소실(7)로 감아 묶어 고정 형태를 이룬다.

도 3 은 이 경우 필요한 탄소사(6)의 다발을 제공 가능토록 구성한 예시도면으로, 일정 다발의 탄소사(6)를 각각 탄소실(7)로 감고, 탄소실(7)로 감은 이들 3가닥을 함께 탄소실(7')로 감아 일체로 만드는 구성을 나타낸다.

즉, 도 2 와 같은 단위 탄소속체(5)나, 도 3 과 같은 3가닥의 탄소속체(5)를 탄소실(7')로 감은 복수 탄소속체(5)로 된 탄소체(1)를 이용하여 그 양단을 캡 형태의 전극부(2)로 결합시켜 진공밀페용기(3)를 씌우도록 성형한다.

그러나 이러한 방식은 원하는 탄소사(6)를 원하는 다발의 수를 사용하여 원하는 저항치를 만들어 원하는 출력(W)을 출력토록 사용하나, 탄소사(6)를 탄소실(7)로 묶어야 하는 번거러움과, 필요시 묶은 탄소실(7)이 벗겨지지 않도록 필요에 따라 액상수지를 함침시켜야 하는 등의 문제가 있다.

본 발명은 이를 해결코자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 면상발열체로 사용하는 탄소사(카본사)를 발열원으로 하고 탄소사를 일정 속으로 나누어 댕기를 따듯이 상호 따서 별도의 탄소사 결합 수단을 필요치 않도록 한 탄소체를 발열원으로 하여 제조가 용이하고 원가를 절감토록 하는 탄소체 히터를 제공하려는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 유리관의 내부를 진공으로 하고 진공관 내에 일정 다발의 카본사로 이루어진 탄소사속을 상호 댕기를 따드시 따서 탄소체를 만들고, 탄소체의 양단에는 일정 길이의 탄소체의 양단을 구부려감은 스프링 단자로 고정시키고, 스프링 단자는 연결편을 통하여 외부 단자와 결합토록 구성한다.

도 1 은 일반적인 탄소계발열체의 구성도,

도 2 는 도 1 에 사용되는 탄소체의 요부 확대도,

도 3 은 도 2 의 탄소속체를 3개 사용하여 결속한 상태의 도면,

도 4 는 본 발명에 사용하는 탄소체의 구성도,

도 5 는 본 발명의 요부 구성도,

도 6 은 본 발명의 고정단자와 탄소체의 결합 구성을 나타낸 요부 확대도,

도 7 은 본 발명의 고정단자의 다른 예를 나타낸 도면,

도 8 은 본 발명에 사용하는 카본사(탄소사) 집합체의 가닥수에 따른 저항치의 예시도 이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

6;탄소사 10;탄소체 11;제 1 탄소사속 12;제 2 탄소사속 13;제 3 탄소사속 14;겹침부 15;겹침구멍 20;고정단자 21;연결편 23;감김부 25;스프링

즉, 본 발명은 진공 유리관(밀폐용기)에 발열체로 탄소체를 내장시켜 전원을 외부 단자로 공급토록 이루어진 전기스토브용 가열램프에서,

탄소사를 수 개의 다발로 나눈 제 1 내지 제 3 탄소사속을 상호 딴 일정 길이의 탄소체, 및

상기 탄소체의 양단을 일부 절곡하여 각 탄소사가 풀리지 않도록 감아 고정하며 외부 단자에 고정하는 고정단자를 포함하여 구성한 카본사램프를 제공하려는것이다.

이하 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명의 요부를 이루는 탄소체의 요부 확대 구성도로, 일정 다발로 이루어지는 카본사인 탄소사(6)를 제 1 내지 제 3 탄소속(11,12,13)으로 구분하고, 구분한 각 탄소속(11,12,13)을 댕기를 따듯이 상호 딴다. 그러면 각 탄소사(6)가 그룹을 지어 일정 길이로 상호 따지면서 결착 된다.

도 5 는 본 발명을 이루는 카본사 램프의 요부 단면도로, 일정 개수의 속으로 구분하여 딴 탄소체(10)의 양단을 고정단자(20)로 고정시키고, 고정단자(20)는 연결편(21)을 통하여 단자(3)와 결합 고정시킨다. (3)은 진공밀페용기 이다. 3-1)은 진공밀페용기(3)의 양단을 실링하면서 단자(3)를 고정토록 이루어진다.

도 6 은 본 발명의 탄소체(10)를 이루는 구성의 요부 구성도로, 탄소체(10)의 양 끝을 각각 일부 절곡하여 겹침부(14)를 두고, 겹침부(14)에 의하여 이루어지는 겹침구멍(15)에 고정단자(20)의 일단이 삽입하도록 한 후 감아 감김부(23)에서 겹침부(14)를 감아 고정토록 한다.

도 7 은 본 발명을 이루는 고정단자의 다른 구성도로, 탄소체(10)의 양단에 겹침부(14)를 두고, 겹침부(14)는 겹침구멍(15)을 통하여 고정단자(20)가 감기도록 구성하고, 고정단자(20)의 겹침부(14)와의 계면에는 스프링부(25)를 부가한다.

도 8 은 본 발명에 사용하는 카본사 집합체의 가닥수와 그에 대한 저항치의 예를 나타낸 표이다.

본 발명에 사용하는 카본사 집합체는 면상 발열체 등에 사용하던 것을 고열에도 견딜 수 있도록 진공 유리관(진공밀페용기) 내에 설치하여 전기 스토브용 램프로 사용 가능토록 한 것으로, 이러한 카본사는 도 8 과 같이 가닥 수에 따른 저항치의 상이함과, 길이를 연장하면 저항치가 증가하고 탄소사의 다발수가 늘어나면 저항치가 줄어드는 등의 원리를 이용하여 필요한 출력(와트)를 설계 가능하다. 아울러 본원발명은 유리관의 진공밀폐용기(3)내에 탄소체(10)를 내장하였기에 탄소체(10)의 산화가 원천적으로 차단되어 내구성이 반 영구적이다.

아울러 설계 시에도 예를 들어 전원이 220볼트이고, 카본사집합체의 1미터당의 저항이 60옴이고, 길이가 1미터 일 때의 출력(와트)은 ()가 된다. 따라서 이러한 출력의 기초를 가지고 길이를 접어서 짧게 하면 램프의 유리관 길이를 원하는 대로 선택하여 동일 출력의 램프를 제조 가능케 된다. 실제로 700-800도의 발열을 이루는 것을 확인하였는바, 히터로서의 사용하기에 충분한 조건을 만족시켰다. 이는 유리관(5)의 내부가 진공이어서 산화가 원천적으로 차단되고, 길이에 따라 저항치를 조절하여 원하는 출력을 제공 가능하기 때문인 것으로 판단된다.

아울러 본원 발명은 탄소사(6) 속(다발)으로 이루어진 제 1 내지 제 3 탄소사속(11-13)을 댕기를 따듯이 따면 일정다발의 탄소사(6)가 탄소체(10)를 이루게 되는바, 특히 본원발명은 도 6 과 같이 탄소체(10)가 댕기를 따듯이 따지는 형상이기에 두께가 얇아져 겹침부(14)를 이룰 수 있고, 고정단자(20)의 일단을 겹침부(14)사이의 겹침구멍(15)에 끼워 감김부(23)로 감도록 한다.

또한 본원 발명은 도 7 과 같이 고정단자(20)에 스프링부(25)를 두면 고정단자(20)가 감김부(23)로 감김작용을 하고 동시에 스프링부(25)가 탄성력으로 탄발하여 탄소체(10)에 인장력을 제공한다.

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 본원발명은 카본사집합체(탄소사)를 사용하여 램프를 제조하고 탄소사를 수개의 탄소사속으로 구분하여 이들을 상호 따면 일종의 댕기 형태로 탄소체를 이루게 되고, 이러한 탄소체를 사용하여 카본사램프의 발열체로 사용하므로 카본사속을 탄소체로 결합하기 위한 별도의 수단을 필요치 않아 제조공정이 단순해지고, 탄소체의 양단에 겹침부를 두어 고정단자로 감아 고정시키고 전원인가 단자로 사용하므로 역시 별도로 단자를 연결하기 위한 수단을 필요로 하지 않아 부품수가줄어든다

필요시 고정단자에 스프링부를 둔다면 스프링의 인장력으로 탄소체가 휘어지거나 늘어나는 것을 막아주어 내구성을 향상시킨다.

Claims (2)

1. 진공 유리관(밀폐용기)에 발열체로 탄소체를 내장시켜 전원을 외부 단자로 공급토록 이루어진 전기스토브용 가열램프에서,

   카본사인 탄소사(6)를 수개의 다발로 나눈 제 1 내지 제 3 탄소사속(11,12,13)을 상호 딴 일정 길이의 탄소체(10), 및

   상기 탄소체(10)의 양단을 일부 절곡하여 각 탄소사(6)가 풀리지 않도록 감아 고정하며 외부 단자에 고정하는 고정단자(20)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 카본사램프.
2. 제 1 항에 있어서, 고정단자(20)의 중앙에는 탄소체(10)의 양단을 당겨주는 인장력을 제공하는 스프링부(25)를 포함하도록 구성한 것을 특징으로 하는 카본사램프.