KR20070020375A - 세라믹 방전 용기가 있는 간극이 최소화된 금속 할로겐버너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹 방전 용기를 포함하는 금속 할로겐 버너, 상기 버너를 포함하는 램프, 및 각각 하나의 말단 개구(3a, 3b)를 포함하는 두개의 말단부(2a, 2b), 충전재(8), 상기 말단 개구(3a, 3b)를 마감하기 위한 두개의 말단 마감재 구조(4a, 4b), 및 말단 개구(3a, 3b)와 말단 마감재 구조(4a, 4b) 사이의 간극(7a, 7b)를 포함하는 하나의 방전 용기를 포함하는 상기 버너를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 제1 말단 마감재 구조(4a)는 적어도, 형태, 구성요소의 물질 유형 및/또는 구성요소의 배열에 있어서 상기 제2 말단 마감재 구조(4b)와 다르며, 및/또는 상기 제1 간극(7a)의 형태는 상기 제2 간극(7b)의 형태와 다르고, 및/또는 제1 말단부(2a)는 형태, 한 구성요소의 물질 유형, 및/또는 구성요소의 배열에 있어서 제2 말단부(2b)와 다르고, 그 결과 비대칭 세라믹 금속 할로겐 버너가 이루어진다.

램프, 방전 용기

Description

세라믹 방전 용기가 있는 간극이 최소화된 금속 할로겐 버너{CREVICE-MINIMIZED METAL HALIDE BURNER WITH CERAMIC DISCHARGE VESSEL}

본 발명은 세라믹 방전 용기가 있는 금속 할로겐 버너 - 또한 세라믹 방전 금속 할로겐 버너 또는 세라믹 금속 할로겐 버너로 알려짐 - 와, 말단 개구(end opening), 충전재(filling), 상기 말단 개구를 밀폐하기 위한 몇개의 구성요소를 포함하는 제1 및 제2 말단 마감재(end closure) 구조, 그리고 말단 개구와 말단 마감재 구조 사이에 제1 및 제2 간극을 각각 포함하는 두개의 말단부(end part)를 포함하는, 충전재를 수용하기 위한 하나의 방전 용기를 포함하는 세라믹 금속 할로겐 버너를 포함하는 램프와 상기 버너를 제조하는 방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 상기 발명은 세라믹 벽을 포함하는 방전 용기를 포함하는 세라믹 금속 할로겐 램프에 관한 것이며, 세라믹 벽은 내경으로 특징되는 방전 공간을 포함한다. 상기 방전 용기는 말단 마감재 구조에 의해 마감되며, 그 안에 전극이 배열되고, 전극의 말단은 방전이 유지되는 공동의 공간을 포함한다. 상기 전극은 상기 말단 마감재 장치 내로 돌출되어 타이트 핏 피드스루(tight fit feed through element)에 의해 전류 전도체에 접속되며, 접속 수단에 의해 기밀하게(gas-tight) 접속된다. 상기 방전 용기는 이온화 가능한(ionisable) 충전재로 충전된다. 상기 충전재는 크세논(Xenon; Xe)과 같은 불활성 기체 및 이온화 가능 한 염(salt)을 포함한다. 상기 발명은 세라믹 금속 할로겐 버너의 설계에 관한 것이며, 더 상세하게는 상기 말단 마감재 구조의 설계 또는 설정과 방전 용기의 말단부, 즉 피드스루, 방전 용기, 및/또는 피드스루를 방전 용기에 기밀하게(gas tight) 접속시키는 접속수단의 설계에 관한 것이다.

금속 할로겐 램프는 예컨대 자동차에서 헤드 라이팅(head lighting) 용도의 자동차 램프와 같은 많은 응용예에서 찾아볼 수 있다.

세라믹 금속 할로겐 램프와 그에 관한 제조 공정은 종래 기술에 공지되어 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 종래 기술에 공지된 결점을 방지하는 세라믹 금속 할로겐 램프와 그 제조 공정의 제공이 여전히 필요하다. 세라믹 금속 할로겐 버너의 고압 충전재로 인해, 기밀성의 상기 고압 방전 용기는 몇가지 문제를 야기한다. 기밀성 밀폐를 위해 상기 방전 용기를 가열함으로써 상기 내부 충전재가 팽창 또는 증발하게 된다. 그 결과, 충전 가스의 팽창은 밀폐제(seal)의 품질 저하를 유발하며, 충전재 염의 증발은 바람직하지 않은 램프 특성을 발생시킨다. 따라서 팽창하는 가스는 상기 방전 용기로부터 외부로 밀어내려는 경향이 있기 때문에, 상기 밀폐제는 회복 불가능한 길이까지 신장된다. 또한, 상기 밀폐제는 기포, 및/또는 작은 통로(channel)과 같은 결점을 포함할 것이며, 기체가 상기 통로를 따라 균열을 일으키며 방출될 수 있고, 상기 균열이 밀폐제의 기계적 강도를 약화시켜서, 누출을 일으킨다.

상기 충전재의 팽창 또는 증발을 방지하기 위하여, 대안적인 밀폐 공정과 설 계를 모색하는 시도를 수차례 해왔다.

WO 00/67294는 고압 방전 램프를 설명하고 있으며, 더 상세하게는 상당히 작고 상당히 고압으로 충전되었으며, 가스로 충전된 외부 전구로 둘러싸인 용기를 포함하는 금속 할로겐 램프를 설명하고 있다.

상기 램프는 상당히 작은 크기의 방전 용기를 포함하며, 방전 용기는 램프가 자동차의 헤드 라이팅 이용에 상당히 적합하도록 한다는 장점이 있다. 전극 공간에 비해 작은 방전 용기의 내경때문에, 방전 아크(discharge arc)는 충분히 곧은 형태이고, 그 발광 표면은 충분히 예리하게 제한되며, 그 결과 자동차의 헤드 램프, 특히 복합형 반사기가 있는 헤드 램프에서 광원으로 사용될 수 있다.

그러나 종래 램프의 한 단점은 상기 램프의 방전 용기를 기밀하게(gas-tight) 밀폐하면서 가열하는 동안에 초기 충전재가 상대적으로 많이 손실된다는 점이다. 이는 잘못된 색점(color point) 설정과 색채의 불안전성을 유발한다. 초기 충전재의 손실량이 상대적으로 크다면, 손실되는 초기 충전재의 양은 변화하는 경향이 있다. 생산 과정에서 초기 충전 압력 손실이 모든 램프에 정확히 동일하지 않다면, 램프의 성질에 있어서 바람직하지 않은 차이를 유발할 것이다. 또한 회복 불가능한 초기 밀폐 세라믹의 길이와, 상기 방전 용기를 기밀하게 밀폐하면서 기포 및 홈을 포함하는 품질 불량의 밀폐제, 밀폐제의 누출을 일으키는 높은 램프 작동 온도 범위에서 밀폐 세라믹의 균열 작용과 같은 단점들이 있다. 게다가 상기 방전 용기 말단 구조 설계는 상기 피드스루의 외부 표면과 세라믹 플러그(plug)의 내부 벽 사이에 있는, 색채의 불안정성을 유발하는 넓은 틈새를 포함한다. 이러한 단점 들은 현재의 밀폐 공정에 기인하거나, 현재의 밀폐 설계에 관련된 것이다. 상기 공정은 실제로 상기 충전된 방전 용기의 표면을 지나치게 많이 가열하며, 상기 설계는 상기 피드스루와 상기 세라믹 플러그 사이에 지나치게 큰 틈을 남긴다.

미국 특허 5,810,635 A1 호는 고압의 방전 램프용 세라믹 방전 용기를 설명하고 있으며, 고압의 방전 램프는 열처리된(thermo mechanically) 적합한 복합 물질로 만들어진 플러그 내에 삽입되는 핀(pin) 형태의 피드스루를 포함한다. 피드스루는 플러그 내에서 바로 소결된다. 추가적으로, 상기 피드스루는 세라믹 밀폐 물질을 포함하는 방전 용기로부터 밖으로 향한 그 주변 영역을 피복함으로써 플러그에 밀폐된다. 이 발명의 주 목적은 장기간의 기밀성을 이루는 것이며, 이러한 기밀성은 첫째로 복합 플러그 내에 소결된 피드스루의 타이트 핏(tight fit)에 의해 확보되고, 후에 소결 핏이 느슨해질 때 방전 용기로부터 떨어져 접해있는 밀폐 세라믹 물질에 의해 확보된다. 세라믹 방전 용기 마감재의 배열은 기본적인 중요성을 가진다: 첫째로 소결된 피드스루가 있는 복합 플러그는 용기의 말단부에서 소결되며, 그 다음 한개의 관 형태의 피드스루 내에 위치하는 작은 구멍 또는 방전 용기의 측면 구멍을 통해서 충전이 수행된다. 그 결과 작은 틈이 밀폐된다. 상기 발명은 밀폐제의 길이, 피드스루와 세라믹 플러그 간의 틈, 및 플러그를 밀폐하는 동안에 충전된 방전 용기의 가열에 대한 문제를 논의한다.

그러나 미국 특허 5,810,635 A1 호에 언급된 말단 구조 설계 및 공정은 두가지 중요한 단점을 갖고 있다. 첫째로, 관 형태의 피드스루 설계 또는 충전재가 방전 공동(discharge cavity)에 삽입될 수 있는, 측면에 구멍이 있는 방전 용기 설계 는 아주 작고 조밀한 버너에서는 상당히 어렵다. 게다가 관 형태의 피드스루의 부분들 중 하나가 일반적으로 서멧(cermet)과 같은 얇은 복합 재료로 제조되기 때문에 관 형태의 피드스루 설계가 상당히 어렵다. 결국 전술한 램프 제조에 관하여 제안된 공정 순서, 즉 먼저 방전 용기를 마감하고 그 다음에 용기를 충전하는 것은 아주 조밀한 버너에는 적용될 수 없다.

전술한 램프는 불충분한 밀폐제의 길이로 인해 서멧의 구멍과 마개 사이에 간극을 형성할 수 있으며, 이는 특정의 염을 적용하는 경우 색채 불안정성을 유발하는 단점을 갖는다. 미국 특허 5,810,635 A1 호의 말단 구조의 또다른 결점은 버너를 작동시키는 동안에, 특히 이 밀폐제가 모든 구멍을 충전하고 있다면 간극 내의 밀폐제가 손상된다는 점이다. 상기 말단 구조의 세번째 결점은 버너 누설을 일으키는 열처리된 부적합한 재료로 인해 피드스루와 서멧 사이에 작은 균열을 야기하는 간극이 생성된다는 점이다. 밀폐제 누설의 또다른 원인은 예컨대 소결된 타이트 핏이 느슨해졌을 때이다.

상기 방전 용기의 기밀성 밀폐는 몇가지 문제를 유발한다.

본 발명의 한가지 목적은 전술한 결점들이 경감된 세라믹 방전 용기 및 금속 할로겐 램프가 있는 금속 할로겐 버너를 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 제안된 버너 설계, 상기 버너의 제조용 물질 및 상기 버너를 제조하는 방법은 피드스루와 말단부 사이의 간극을 줄이고 바람직하지 않은 위치에 염 축적물의 생성을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

또다른 측면은 피드스루가 말단 개구 내에 배열된 후에, 최냉부(coldest spot)로서 작용하는 간극이 유지되고, 그에 따라 혼합되지 않은 염이 응축되어 예컨대 밀폐제 근처의 상기 간극 말단에 부식성 염 저장소(salt pool)를 형성할 수 있다. 따라서 상기 간극은 색채 불안정성과 밀폐제 부식을 촉진시키게 된다.

그러나 상기 최냉부는 혼합되지 않은 이온화가능한 염 충전재의 응축을 촉진한다. 버너의 주 대칭 축을 따라 간극이 신장될수록, 최냉부는 상대적으로 뜨거운 방전 용기로부터 더욱 멀어지며, 그결과 최냉부의 온도는 더욱 낮아진다.

혼합되지 않은 이온화가능한 염 충전재의 응축은 램프의 색채 조화성(color co-ordinate)과 색채 안정성에 부정적인 영향을 미친다. 게다가 밀폐제 반대쪽의 간극에 위치한 부식성의 염 저장소(salt pool) 중 하나는 고압 방전 용기의 장기간 기밀성에 부정적인 영향을 미친다. 따라서 상기 램프의 수명이 불충분하게 된다. 그러나 혼합되지 않은 염의 주요 문제는 큰 간극로 인해 램프의 작동 중에 버너 내의 여러 위치에서 염의 구성이 변한다는 점이다.

종래기술의 결점을 극복하기 위해, 간극이 최소화된 , 즉 화학적 내성이 향상되고 염이 응축되는 공간이 줄어든 세라믹 금속 할로겐 버너 설계를 제공하는 것이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 부식 내성 세라믹 금속 할로겐 버너를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 간극이 최소화된 세라믹 금속 할로겐 버너를 제공하는 것이다.

각각 하나의 말단 개구, 충전재, 말단 개구와 말단 마감재 구조 사이의 제1 및 제2 간극을 포함하는 두개의 말단부가 있는, 충전재를 수용하기 위한 하나의 방전 용기가 있는 세라믹 금속 할로겐 버너를 통해 모든 문제가 논의되며, 제1 말단 마감재 구조는 적어도 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피, 구성요소의 물질 유형 및/또는 구성요소 배열에 있어서 상기 제2 말단 마감재 구조와 다르며; 및/또는 상기 제1 간극의 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피는 상기 제2 간극의 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피와 다르며; 및/또는 제1 말단부는 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피, 한 구성요소의 물질 유형, 및/또는 구성요소의 배열에 있어서 제2 말단부와 다르며; 결국 비대칭적인 세라믹 금속 할로겐 버너가 이루어진다.

본 발명에 따르면 말단 마감재 구조, 간극 및/또는 말단부의 형태는 직경, 길이, 둘레, 단면 형태, 영역의 형태, 표면, 부피 등을 포함하는 물체의 모든 기하학적 및/또는 구조적인 척도를 포함한다.

본 발명에 따른 상기 세라믹 금속 할로겐 버너는 충전재를 수용하기 위한 하나 이상의 방전 용기를 포함하며, 방전 용기는 i)제1 관통형(through-going) 말단 개구를 포함하는 제1 말단부, ii)제2 관통형 말단 개구를 포함하는 제2 말단부, iii)두개의 말단 개구, 충전재, 상기 제1 말단 개구를 마감하기 위한 제1 말단 마감재 구조에 연결되는 방전 공동을 구성요소로 포함하며, i) 제1 피드스루 및 ii)제1 밀폐제 및 상기 제2 말단 개구를 마감하기 위한 제2 말단 마감재 구조를 구성요소로 포함하고, i)제2 피드스루 및 ii) 제2 밀폐제를 구성요소로 포함하며, 각각의 피드스루는 적어도 간극을 형성하는 말단 개구에 의해 둘러싸인 중간부(mid-section)가 있고, 상기 피드스루는 방전 공동 내로 신장되며, 상기 간극은 적어도 부분적으로 밀폐제로 충전되어 있고, 그 결과 기밀성 밀폐 세라믹 금속 할로겐 버너가 이루어지고, 제1 말단 마감재 구조는 적어도 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피, 구성요소의 물질 유형 및/또는 구성요소의 배열에 있어서 상기 제2 말단 마감재 구조와 다르며; 및/또는 상기 제1 간극의 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피는 상기 제2 간극의 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피와 다르고; 및/또는 제1 말단부는 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피, 한 구성요소의 물질 유형, 및/또는 구성요소의 배열에 있어서 제2 말단부와 다르며, 그 결과 비대칭적인 세라믹 금속 할로겐 버너가 이루어진다.

본 발명의 한가지 장점은 버너의 비대칭성으로 인해 염 축적물의 생성이 버너의 한 부분을 향할 수 있다는 점이다. 따라서 제1 부분이 그 영역에 있는 가능한 염 축적물이 위치하기에 적합하도록 제1 부분은 제2 부분의 설계에 비해 다른 설계를 갖는다.

본 발명의 의미에 있어서 비대칭성은 제1 말단부와 제1 말단 마감재 구조를 포함하는 버너의 제1 부분이 제2 말단부와 제2 말단 마감재 구조를 포함하는 버너의 제2 부분과 다르다는 것을 의미한다. 이러한 차이는 형태, 형상, 물질 및 배열과 같은 몇가지 기준에 의해 결정될 수 있다.

일반적으로 버너의 양 부분은 대칭적으로, 즉 중간 평면에 대칭적으로 형성되며, 버너는 중간평면에 의해 동일하게 반으로 나뉜다. 또한 버너는 그 중앙선 주위로 회전대칭(rotational symmetry)이다.

물론 종래의 버너도 허용 오차와 제조 공정에서 또는 물질의 차이에 있어서 계획되지 않은 오차로 인해 일종의 비대칭성을 가질 수 있다. 물론 계획되지 않은 비대칭성이다. 본 발명의 의미에 있어서 비대칭성은 계획된 비대칭성을 의미하며, 이는 버너의 두 부분에 계획된 다른 상태를 이끌어낸다.

방전 용기 내에 방전 아크를 이루기 위해 세라믹 금속 할로겐 버너는 두개의 피드스루를 포함한다. 양 피드스루는 그 한쪽 말단에 위치하고, 피드스루 사이에 상기 방전 아크를 이루기 위해 서로 마주보는 전극을 포함한다. 전극은 방전 용기 내로 신장된다. 전극이 접속되는 피드스루의 로드(rod)도 또한 방전 용기 내로 신장될 수 있다. 그러나 피드스루에 사용된 물질에 따라 로드는 말단부 내로 들어갈 수 있으며, 상기 말단부는 신장된 플러그가 될 수 있다. 피드스루 위치의 배열 기준은 온도와 피드스루에 사용된 물질의 램프 충전재에 대한 화학적 내성이다.

상기 방전 아크를 이루기 위해 충전재가 필요하다. 충전재에는 예컨대 크세논(Xe) 및 염, 바람직하게는 요오드와 같은 불활성 기체(noble gas)가 포함된다. 충전재가 용기에서 누출되는 것을 방지하기 위하여, 적절한 말단 마감재 구조가 제공되어야 한다. 이와 같은 이유로 인해, 방전 용기는 두개의 말단부를 포함하며, 각각 그 안에 있는 피드스루를 수용하기 위한 관통형 말단 개구가 있고, 말단부는 상기 말단 마감재 구조에 의해 마감된다. 제조상의 허용 오차로 인해, 그리고 말단 개구 내에 피드스루의 배열을 더 용이하게 조절하기 위해 말단부와 피드스루 사이에는 일반적으로 틈이 발생한다. 기밀성 방전 버너를 제공하기 위해 상기 틈, 간격 또는 간극은 기밀하게 마감되어야 한다. 따라서 말단 마감재 구조는 두개의 피드스루 이외에 간극 또는 틈새 각각에 대한 하나 이상의 밀폐재를 더 포함한다. 초기의 충전되지 않은 간극은 밀폐 공정 중에 상기 밀폐제에 의해 충전된다.

고온에서 밀폐 공정과 방전 아크의 형성이 이루어지며, 그 결과 실온에서 약 8 bar 내지 25 bar 의 압력을 갖는 충전재는 방전 용기의 말단부를 향해 팽창하려고 한다. 작동 중에 방전 용기 말단부의 온도는 전극 또는 방전 아크의 온도보다 낮다. 따라서 충전재가 방전 용기의 양 부분에 있는 저온 말단부에 축적물을 생성하는 경향이 생기며, 이는 전술한 단점들을 유발하게 된다.

본 발명에 따른 비대칭 세라믹 금속 할로겐 버너는 버너의 두 부분의 상이한 상태로 인해 말단부와 말단 마감재 구조가 위치하는 영역인 방전 용기의 한쪽 부분에 염이 적어도 대부분 또는 완전히 유지될 수 있다는 이점을 가진다. 따라서 염은 항상 기설정되고 정의된 위치에 놓일 것이며, 상기 위치는 방전 용기의 기설정된 한 부분에 있는 말단부 내의 최냉부이다. 따라서 염이 놓일 상기 부분은 다른 부분과 다른 설계 구조를 가지며, 다른 부분에는 염이 없거나 약간만 놓일 것이다. 바람직하게는, 염이 놓일 부분은 최소화된 간극이 있거나 간극이 없는 부분이어야 한다. 염이 놓이지 않을 부분은 작은 간극을 가질 수 있으며, 이는 구성하기가 용이하다. 버너의 한 부분에서 염 축적물의 생성을 방지하기 위해, 염이 없거나 조금만 놓일 부분의 작은 간극의 최저 온도는 버너의 최냉부의 온도보다는 더 높아야 한다.

버너의 비대칭 설계는 색채가 더 안정적인 버너가 되도록 하며, 이는 향상된 내구성을 유도한다. 게다가 나트륨프라세오디뮴(NaPr) 요오드 이외에 예컨대 나트륨세륨(NaCe) 요오드와 같은 다양한 염이 충전재로 사용될 수 있으며, 이는 더 높은 효과를 낼 수 있으나 색채 안정성은 떨어진다.

또다른 이점은, 다른 물질들이 밀폐재로 사용될 수 있다는 점이며, 이러한 물질들은 기밀성 밀폐에 더 적합하고 강한 염에 대한 높은 내성을 갖지만 고온에서 녹으며 밀폐 공정 시간이 더 오래 걸린다.

바람직하게는 적어도 각각 충전되지 않은 부분과 충전된 부분을 갖는 간극들은, 밀폐 공정 후에 방전 공동으로 통하는 제1 간극의 충전되지 않은 부분의 부피가 제2 간극의 대응하는 충전되지 않은 부분의 부피보다 작다는 점, 및/또는 밀폐 공정 후에 제1 간극의 상기 충전되지 않은 부분의 단면이 제2 간극의 충전되지 않은 부분의 대응하는 단면보다 더 작다는 점, 및/또는 밀폐 공정 후에 제1 간극의 충전되지 않은 부분의 길이가 제2 간극의 대응하는 충전되지 않은 부분의 길이보다 더 짧다는 점에서 서로 다르다.

바람직하게는, 제1 간극의 충전되지 않은 부분의 부피는 0.0㎣ 이상 0.25㎣ 이하, 더 바람직하게는 0.00973㎣ 이상 0.0389㎣ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 0.01950㎣ 이상 0.097㎣ 이하의 범위에 있다.

바람직하게는, 제2 간극의 충전되지 않은 부분의 부피는 0.0㎣ 이상 0.5㎣ 이하, 더 바람직하게는 0.01950㎣ 이상 0.04850㎣ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 0.03890㎣ 이상 0.19980㎣ 이하의 범위에 있다.

한 간극의 단면은 다른 간극의 단면보다 작으며, 한 간극의 단면은 다른 간극의 단면보다 바람직하게는 0.1% 내지 150%, 더 바람직하게는 0.5% 내지 10.0%, 그리고 가장 바람직하게는 1.0% 내지 5.0% 더 크며, 및/또는 한 간극의 외경은 다른 간극의 외경보다 더 작으며, 바람직하게는 한 간극의 외경은 다른 간극의 외경보다 0.1% 내지 15%, 더 바람직하게는 0.5% 내지 10%, 그리고 가장 바람직하게는 1.0% 내지 15% 더 길다.

제1 간극의 충전되지 않은 부분의 길이는 제2 간극의 충전되지 않은 부분의 길이보다 더 작으며, 제1 간극의 충전되지 않은 부분의 길이는 바람직하게는 0.0㎜ 이상 3.0㎜ 이하, 더 바람직하게는 0.5㎜ 이상 2.0㎜ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 1.0㎜ 이상 1.5㎜ 이하의 범위에 있다.

제2 간극의 충전되지 않은 부분의 길이는 제1 간극의 충전되지 않은 부분의 길이보다 더 길며, 제2 간극의 충전되지 않은 부분의 길이는 바람직하게는 0.0㎜ 이상 6.0㎜ 이하, 더 바람직하게는 0.5㎜ 이상 4.0㎜ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 1.0㎜ 이상 2.0㎜ 이하의 범위에 있다.

간극은 말단 마감재 구조와 말단부 사이의 공간이다. 버너의 제조 공정 후에 간극이 밀폐 공정에 의해 밀폐제로 충전된다. 기술상의 이유로 인해 양 간극은 상기 밀폐제로 100%까지 충전되지는 않으며, 밀폐 공정 후에 간극의 충전되지 않은 부분과 충전된 부분이 생성된다. 간극들의 부피, 측면, 및/또는 크기에 의해 간극의 양 부분이 기술될 수 있다.

간극은 정의된 부피에서 임의의 형태를 가질 수 있다. 염이 놓일 부분에서 간극의 부피는, 예컨대 색채의 불안정성을 방지하기 위해 가능한 작아야 한다. 따라서 후에 제1 부분으로 지칭될, 염이 놓일 부분에서 간극의 충전되지 않은 부분은 약 0㎣의 부피를 가진다. 물론 이상적인 상태는 제2 부분 - 제2 부분은 염이 없거나 염이 조금만 놓임 - 에 있는 충전되지 않은 간극의 부피도 약 또는 거의 0㎣인 상태일 것이다. 그러나 이는 밀폐 공정으로 인해 어떠한 경우에도 불가능할 것이다.

간극은 부피 이외에 버너의 중심선을 따라 변할 수 있는 간극의 단면에 의해 기술될 수 있다.

간극의 단면은 말단부의 관통형 개구와, 상기 말단부 또는 더 상세하게는 말단부의 말단 개구에 배열되는 피드스루에 좌우된다. 피드스루와 말단부의 관통형 말단 개구는 모두 임의의 형태의 단면을 가질 수 있으므로, 간극의 단면은 피드스루와 말단 개구의 단면으로부터 나오는 모든 단면이 될 수 있다. 바람직하게는 개구와 피드스루의 단면은 원형이며, 그 결과 간극의 단면은 고리 형태의 단면이다. 바람직하게는 제1 부분 및 제2 부분에서 간극의 단면적은 0㎟ 이상이다. 이는 말단 개구 내에 피드스루의 삽입에 대한 허용 오차와 같은 제조상의 및/또는 기술상의 이유로 인해 불가능하다. 따라서 간극의 단면은 공식(π·R₂ ² - π·R₁ ²)에 따라 정의되며, R₂는 말단부의 말단 개구의 원형 단면의 반경이고 R₁은 피드스루의 단면의 외반경이다.

제1 피드스루의 최대 직경은 바람직하게는 100㎛ 이상 1000㎛ 이하, 더 바람직하게는 200㎛ 이상 600㎛ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 300㎛ 이상 560㎛ 이하이다. 30W 자동 버너의 경우 피드스루의 직경은 예컨대 250㎛ 이상 500㎛ 이하의 범위이다.

R₂에서 R₁을 뺀 차이는 바람직하게는 0㎛ 이상 50㎛ 이하, 더 바람직하게는 5㎛ 이상 25㎛ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 10㎛ 이상 15㎛ 이하이다.

밀폐 공정에서 밀폐제를 사용하기 위해, R₂에서 R₁을 뺀 차이는 바람직하게는 10㎛ 이상 40㎛ 이하, 더 바람직하게는 약 30㎛이다.

단면은 피드스루의 축 및/또는 말단부의 말단 개구의 축을 따라 변할 수 있다. 그러나 바람직하게는 단면은 축을 따라 일정하다.

따라서 간극은, 간극의 외경, 즉 말단부의 관통형 말단 개구의 직경 및/또는 간극의 내경, 즉 피드스루의 외경에 의해 정의될 수 있다.

제1 간극 - 즉 버너의 제1 부분 상에 있는 것으로서, 그곳에 염이 놓인다 - 및 제2 간극 - 버너의 제2 부분 상에 있는 것으로서, 그곳에는 염이 놓이지 않는다- 의 직경은 물론 동일할 수 있다. 오히려 제2 간극의 직경이 제1 간극의 직경보다 더 클 수도 있다. 색채 불안정성을 방지하기 위해서는, 간극들의 직경이 가능한 작도록 한다.

또한 고리 형태의 간극들의 직경은 개구 및/또는 피드스루의 축을 따라 변할 수 있다. 바람직하게는 직경은 축을 따라 일정하다. 따라서 간극의 길이가 간극을 정의할 수 있다. 바람직하게는 제1 간극의 길이는 제2 간극의 길이보다 짧다. 최선의 방법으로는 제1 간극의 길이가 약 0㎛ 이다.

제1 간극의 길이가 약 0㎛ 인 것이 최선이겠지만, 전극-피드스루 조합 중 텅스텐(W) 전극과 몰리브덴(Mo) 또는 레늄(Re) 로드 부분 사이의 연결부에 근접한 영역의 높은 온도로 인해 최대 1.5㎜의 길이도 가능하다. 고온에서조차도, 염은 상기 작은 간극 내에 스며들어가지 않을 수 있다.

이러한 경우, 부피는 정확하게 측정될 수 없으며, 본 발명에서 언급되는 부피는 다음의 설명에 따라 계산될 수 있다. 따라서 근사치가 필요하며, 근사치는 실제 부피를 이상적인 및/또는 이론적인 물체의 부피로 감소시키며, 이로 인해 변수가 측정될 수 있다.

전술한 바에 따르면, 간극은 주로 관 형태이다. 따라서 간극의 부피는 공식l_c·(π·R₂ ² - π·R₁ ²) 에 의해 계산될 수 있으며, l_c는 간극의 길이, R₂는 간극의 외반경, 그리고 R₁은 간극의 내반경이다. 제1 실시예에서는, 제1 간극의 부피는 0㎣이며, 따라서 기술적으로 0㎣의 부피가 불가능한 제2 간극의 부피는 0.0194778㎣( R₁=0.15㎜, R₂=0.16㎜, 및 l_c=2㎜)이다. 본 발명의 제2 실시예에서는, 제1 간극의 부피는 0.0201㎣( R₁=0.15㎜, R₂=0.17㎜, 및 l_c=1㎜)이고 제2 간극의 부피는 0.0804㎣( R₁=0.15㎜, R₂=0.17㎜, 및 l_c=4㎜)로서, 25%의 비율이다.

길이는 예컨대 엑스레이(x-ray), 현미경 및/또는 육안으로 측정하는 경우에 사용되는 다른 측정 방법들 - 방전 용기는 간극의 투명한 영역에 있기 때문이다 - 또는 길이 방향으로 버너를 자르고 그 단면을 연마하는 방법 등에 의해 용이하게 측정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 밀폐 공정 후에 제1 간극 내에 위치한 제1 밀폐제의 위치는, 제2 간극 내의 제2 밀폐제의 위치에 비해 제 말단 개구의 제1 내부 말단 개구에 더 가깝게 배열된다는 점에서 밀폐제들은 서로 다르며, 제1 밀폐제와 제1 내부 말단 개구 사이의 거리는 바람직하게는 0.0㎜ 이상 1.5㎜ 이하로서 예컨대 0.1㎜, 더 바람직하게는 0.3㎜ 이상 1.0㎜ 이하로서 예컨대 0.4㎜, 그리고 가장 바람직하게는 0.5㎜ 이상 0.7㎜ 이하로서 예컨대 0.6㎜이다.

간격이 거의 없거나 혹은 적어도 간격이 최소화된 세라믹 금속 할로겐 버너를 이루기 위해, 간극을 충전하는 밀폐제는 내부 말단 개구에 가능한 가깝게 위치해야 한다. 내부 말단 개구는 말단 개구가 방전 공동 내로 들어가는 말단 개구의 부분이다. 버너를 기밀하게 밀폐하기 위해 밀폐제가 길이방향 또는 축방향으로 간극 전부를 충전할 필요는 없다. 기밀성 버너를 이루기 위해 밀폐제가 간극을 반경 방향으로 완전히 충전해야 하며, 즉 밀폐제는 대응되는 피드스루 및 말단부와 끊김없이 접촉해야 한다. 방전 공동을 향하는 간극의 부분을 최소화하기 위해, 밀폐제는 내부 말단 개구에 가능한 가깝게 위치해야 한다. 염이 놓일 부분인 제1 부분에서, 밀폐제는 내부 말단 개구에 가능한 가깝게 위치해야 하며, 즉 내부 말단 개구에 대해 1.5㎜보다 짧은 거리에 위치해야 한다. 바람직하게는 방전 공동을 향하는 밀폐제의 표면은 대응하는 내부 말단 개구에 대해 1.5㎜보다 더 가깝게 위치한다. 제2 밀폐제, 혹은 더 상세하게는 방전 공동을 향하는 제2 밀폐제의 표면과 제2 내부 말단 개구 사이의 거리는 6.0㎜보다 크지 않아야 한다.

바람직하게는 제1 밀폐제는 백금니오브(PtNb), 백금지르코늄(PtZr)과 같은 금속 또는 합금을 포함하는 그룹 중에 선택된 물질로 이루어지며, 및/또는 제2 밀폐제는 공지된 밀폐제, 공지된 밀폐제인 Al₂O₃-Dy₂O₃-SiO₂ 보다 더 많은 산화알루미늄(Al₂O₃) 분말이 있는 밀폐제를 포함하는 그룹에서 선택된 물질로 이루어지고, 및/또는 제1 간격 내부에서의 밀폐 공정 후의 제1 밀폐제의 충전 수준은 제2 간극 내부의 제2 밀폐제의 충전 수준보다 크다는 점에서 밀폐제가 다르다.

제1 간극의 충전 수준은 바람직하게는 0.1% 이상 35% 이하, 더 바람직하게는 1% 이상 20% 이하, 그리고 가장 바람직하게는 2% 이상 15% 이하만큼 제2 간극의 충전 수준보다 크다.

이러한 경우, 양 밀폐제, 즉 제1 간극을 충전하는 밀폐제와 제2 간극을 충전하는 밀폐제는 동일하거나 거의 동일한 특정 무게를 가지며, 무게량은 두 밀폐제 를 구별하기에 적합한 수치이다.

밀폐제의 양은 틈을 충전하기 위해 사용되는 밀폐제의 양이다. 양 또는 분량은 무게량으로 부여될 수 있지만, 다른 밀폐제 물질의 다른 특정 무게에 대해서는 무게량 대신에 간극을 충전하는 밀폐제의 부피가 밀폐제의 양을 정의하기 위해 사용된다. 따라서 제1 간극의 제1 밀폐제의 부피는 제2 간극의 제2 밀폐제의 부피보다 작다. 따라서 버너의 한 부분에서 물질이 감소될 수 있다.

간극의 충전되지 않은 부분과 충전된 부분의 비율은 본 발명의 의미에 있어서 충전 수준을 의미한다. 충전 수준 100%는 간극이 완전히 충전되었음과 같은 의미일 것이며, 충전 수준 50%는 간극에 밀폐제가 반만 충전되었음을 의미할 것이고, 따라서 간극의 충전된 부분의 부피가 충전되지 않은 부분의 부피와 같다.

전술한 바와 같이 기밀성 버너를 얻기 위해서는 충전 수준 100%를 이루어야 한다. 간극의 단면이 밀폐제로 완전히 충전되는 것이 상당히 중요하다. 밀폐제의 위치는 간극 내의 어느 곳도 될 수 있지만 바람직하게는 내부 말단 개구에 가능한 가까운 위치이다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 제1 말단 개구의 단면이 제2 말단 개구의 단면보다 더 작다. 예를 들어, 제1 말단 개구와 제2 말단 개구의 단면은 원형이고, 제2 말단 개구의 단면의 직경이 500㎛이며, 제1 말단 개구의 단면의 직경이 300㎛이라면, 다음의 공식으로 비율이 계산될 수 있다:

이는 제1 말단 개구의 단면이 제2 말단 개구의 단면의 36%임을 의미한다.

비대칭 세라믹 금속 할로겐 버너를 이루기 위해, 두개의 말단 개구는 형태가 다를 수 있으며, 그 결과 비대칭 형태가 이루어지고, 방전 버너의 다른 구성요소는 다르지 않다. 제2 말단 개구의 단면이 제1말단 개구의 단면보다 크거나 작을 수 있으며, 세라믹 금속 할로겐 버너의 제1 및 제2 부분의 다른 구성요소에 차이가 있는 경우, 양 단면들은 또한 동일할 수 있다. 제1 말단 개구의 단면이 제2 말단 개구의 단면과 동일한 것이 바람직하며, 단면들은 가능한 작고, 바람직하게는 말단 개구의 단면들이 피드스루의 대응되는 단면과 같은 크기이다. 그러나 전술한 바와 같이 충전재로 인해 제2 말단 개구의 단면이 제1 말단 개구의 단면보다 더 큰 것이 유용할 수 있다. 충전재가 바람직하게는 100㎛ 이상 600㎛ 이하, 더 바람직하게는 200㎛ 이상 500㎛ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 250㎛ 이상 450㎛ 이하인 직경의 염 알갱이를 포함하고, 제1 말단 개구의 원형 단면이 이루어진다면, 제2 말단 개구의 단면은 제1 말단 개구의 단면보다 더 클 수 있다. 물론 이는 세라믹 금속 할로겐 버너의 비대칭적인 설정을 유도한다.

방전 버너의 두 부분이 다를 수 있는 또하나의 구성요소는 피드스루이다. 피드스루는 적어도 전극과 로드부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 피드스루들 중 하나는 나머지 피드스루보다 더 많은 구성요소로 이루어지며, 상기 피드스루들 중 하나는 바람직하게는 적어도 2개, 더 바람직하게는 3개, 그리고 가장 바람직하게는 4개의 구성요소를 포함하고, 및/또는 피드스루들 중 하나의 가장 큰 단면은 나머지 피드스루의 가장 큰 단면보다 더 크며, 및/또는 피드스루들 중 하나의 로드 및/또는 전극의 길이는 나머지 피드스루의 로드 및/또는 전극의 길이보다 더 짧다.

바람직하게는 제1 피드스루는 적어도 3개의 전극 피드스루 부분을 포함한다: 방전 공동 내에 위치하는 방전 아크를 형성하는 전극, 밀폐제와 접촉하는 말단 개구에 의해 둘러싸인 본체, 및 말단부 바깥에 위치하는 연장부(extending part). 다른 전극 피드스로 부분들은 다른 물질 및/또는 크기로 서로 구별가능하다. 두 부분으로 이루어진 전극 피드스루 조합은 예컨대 텅스텐 전극 및 용접에 의해 텅스텐 전극과 연결된 몰리브덴(Mo) 또는 레늄(Re) 로드를 포함한다. 세 부분으로 이루어진 전극 피드스루 조합은 예컨대 방전 공동 내에 위치하는 텅스텐 전극, 밀폐 프릿(sealing frit)으로 피복된 작은 부분으로서 말단부에 위치하는 서멧(cermet) 로드, 및 부분적으로 말단부 내에 있고 밀폐 프릿으로 피복되며 부분적으로 말단부 바깥에 있는 니오브(Nb) 로드를 포함한다.

바람직하게는 본 발명에 따른 제1 피드스루는 적어도 두 개의 본체 부분으로 구성된 본체를 포함하며, 두 본체 부분은 일렬로 배열된다. 두 본체 부분은 다른 물질로 만들어지며, 및/또는 다른 크기를 갖는다. 방전 아크와 접속되거나 접속하는 본체 부분은 충전재에 대해 내성이 있어야 한다. 따라서 방전 공동에 더 가까이 위치한 본체 부분 - 또는 내부 본체 부분 - 은 적어도 충전재에 내성을 갖는 물질로 만들어진다. 외부 또는 외부 본체에 더 가까이 위치한 부분은 적어도 부분적으로 방전 용기와 일치하는 열 팽창계수를 갖는 물질로 만들어지며, 즉 산화알루미늄(Al₂O₃)과 같은 물질로 만들어진다. 일치하는 열팽창계수 이외에, 외부 본체 부분 물질은 방전 용기와 접촉한다면 충전재에 대한 내성 또한 가져야 한다. 이는 훨씬 어려운 변화도를 갖는 서멧 제조에 있어서 고비용이고 더 간단한 대안이다. 피드스루의 본체는 본체의 다른 부분과 형상이 다를 수 있는 제3 부분을 또한 포함할 수 있다. 바람직하게는 본체의 제3 부분은 더 작으며 오목부를 구성하는 형태이고, 오목부는 그 안에 밀폐제를 위치시키기 위한 방전 공동의 내부를 형성한다. 세라믹 금속 할로겐 버너의 제2 부분에 대한 필요 조건은 - 상기 조건이 간극 크기에 관련된 것인 한 - 제1 부분에 대한 조건보다 높지 않기 때문에, 제2 피드스루는 테스트되고 잘 알려진 세 부분으로 이루어진 피드스루가 될 수 있다. 상기 세 부분으로 이루어진 피드스루는 전극, 본체, 및 연장부를 포함하며, 본체는 몇 부분으로 나뉘지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에서, 세라믹 금속 할로겐 버너의 방전 용기는 말단부들 중 하나의 길이가 나머지 말단부의 길이보다 더 길다는 점에서 말단부들이 서로 다르게 구성되며, 그 결과 비대칭 방전 용기가 이루어진다. 말단부의 길이는 버너의 최냉부 온도에 영향을 미친다. 상기 최냉부 온도는 말단 마감재 구조의 크기 또는 추가적인 외부 혹은 내부 열 싱크(heat sink)의 크기와 같은 다른 요소들 중에 말단에 의해 하부 거리, 즉 전극 상부에서 방전 용기 하부까지의 거리에 따라 조절될 수 있다. 최냉부 온도는 제1 부분의 온도와 비슷해야 한다. 이는 제2 말단 마감재 구조보다 더 큰 제1 말단 마감재 구조를 구성함으로써 이룰 수 있다. 그러나 제1 말단과 비슷한 최냉부 온도가 예컨대 하부 거리 또는 열 싱크에 따라 더 큰 말단에 의해 조절된다면, 제2 말단 마감재 구조는 제1 말단 마감재 구조보다 더 길 수 있다. 따라서 양 부분의 최종 말단부는, 제1 무간극 또는 간극이 감소된 말단 마감재 구조와 제한된 간극이 있는 제2 말단 마감재 구조를 만들기 위해 퍼니스(furnace)로 밀폐하는 것과 같은 기술상의 가능성에 의해 주로 결정된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 세라믹 금속 할로겐 버너의 방전 용기는 제1 말단부의 부피가 제2 말단부의 부피보다 크도록 구성된다.

본 발명의 또다른 실시예에서, 세라믹 금속 할로겐 버너의 방전 용기는 제1 말단부의 단면이 제2 말단부의 단면보다 더 크도록 구성된다.

바람직하게는 말단부의 형태는 공식

에 의해 정의되는 부피를 갖는 관형태이며, V_ep는 말단부의 부피, l 은 말단부의 길이, Rd₂는 말단부의 외반경, Rd₁은 말단부의 내반경이다. 제1 말단부와 제2 말단부가 동일한 반경을 갖는 경우, 길이 l 이 다르다는 점에서만 제1 말단부와 제2 말단부의 차이점이 발생할 수 있다.

제2 말단부의 길이는 바람직하게는 0.5㎜ 이상 12 ㎜ 이하, 더 바람직하게는 1.0㎜ 이상 8.0 ㎜ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 2.0㎜ 이상 4.0 ㎜ 이하이다.

제1 말단부의 길이는 바람직하게는 0.5㎜ 이상 10.0 ㎜ 이하, 더 바람직하게는 1.0㎜ 이상 6.0 ㎜ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 2.0㎜ 이상 3.0 ㎜ 이하이다. 예컨대 제1 말단부의 길이가 1.5㎜ 이고 제2 말단부의 길이가 4.0㎜이면, 양 길이의 비율은

로 계산되며, 이는 예컨대 제1 말단부의 길이가 제2 말단부의 길이의 37.5%임을 의미한다.

당연히 제1 말단부의 길이가 제2 말단부의 길이보다 짧은 경우에도 비대칭 세라믹 금속 할로겐 버너가 이루어질 수 있다. 금속 또는 합금이 제1 말단부에 제1 말단 마감재 구조를 밀폐하기 위한 밀폐제로서 사용되는 경우, 제1 말단부의 길이는 제2 말단부의 길이보다 짧을 수 있다. 제1 밀폐제 근처의 방전관 내에 냉점(cold spot)을 형성하기 위해, 제2 피드스루의 부분인 전극보다 더 큰 제1 피드스루의 부분인 전극을 사용함으로써 하부 거리에 대한 더 큰 말단이 형성될 수 있다. 예컨대 피드스루 또는 전류 유도 전선에 접속된 금속 냉각 핀(fin)과 같은 열 싱크를 추가하는 것도 가능하다.

이러한 경우, 말단부는 관 형태를 가지며, 제1 말단부의 내반경 Rd₁은 제2 말단부의 내반경 Rd₂보다 작을 수도 있다. 이러한 경우, 제1 말단부의 단면은 제2 말단부의 단면보다 크다. 바람직하게는 제1 말단부의 외부반경 Rd₁은 제2 말단부의 외반경 Rd₂와 동일하며, 그 결과 양 말단부들의 외형은 동일하고 비대칭 세라믹 금속 할로겐 버너가 기존의 소켓 또는 고정부(mounting) 내에 삽입될 수 있다.

다른 실시예에서는, 하나 이상의 말단부 및/또는 하나의 피드스루는 공동 내부로 신장되는 오목부를 포함하며, 상기 오목부는 밀폐 공정 전에 관련된 밀폐제로 적어도 부분적으로 충전가능하다.

피드스루 내에 오목부를 형성하는 것은 방전 용기 내에 밀폐제를 넣기에 용이한 방법이며, 따라서 후에 밀폐제가 용융될 수 있고, 용융된 밀폐제를 충전되지 않은 간극 내에 들어가도록 하는 방전 공동 내부 압력과 모세관 현상에 의해 내부에 충전되지 않은 간극을 충전할 수 있으며, 그 결과 밀폐 공정 후에는 간극의 충전되지 않은 부분이 없거나 일부만 남게 된다. 방전 용기 내에 밀폐제를 위치시키는 다른 방법은 말단부가 방전 용기에 소결되기 전에 하나 이상의 말단부에 방전 공동을 이루는 오목부를 형성하는 것이다.

더 바람직하게는 제1 말단부 및/또는 제1 피드스루는, 제2 말단부 및/또는 제2 피드스루가 내부에 밀폐제를 배열하기 위한 공동을 형성하는 오목부를 포함한다는 점에서 제2 말단부 및/또는 제2 피드스루와 다르다. 상기 오목부에 밀폐제가 위치할 수 있으며, 그 결과 밀폐공정 중에 상기 밀폐제가 용융되어 방전 공동 내부 압력으로 인해 내부에서 간극 내로 흘러들어갈 것이다. 물론 제1 말단부 및/또는 제1 피드스루는 내부에 밀폐제를 배열하기 위한 공동을 형성하는 오목부를 포함할 수 있지만, 제2 말단부 및/또는 제2 피드스루가 오목부를 포함하는 경우만이 간극이 최소화된 더 우수한 방전 버너가 이루어진다는 점에서 더 바람직하다.

한가지 이점은 세라믹 금속 할로겐 버너는 바람직하게는 5W 내지 250W, 더 바람직하게는 8W 내지 70W, 그리고 가장 바람직하게는 15W 내지 35W 범위의 전력으로 작동가능하며, 및/또는 버너는 실온에서 바람직하게는 1bar 내지 40bar, 더 바람직하게는 5bar 내지 30bar, 그리고 가장 바람직하게는 8bar 내지 25bar 범위의 방전 용기 내부 압력으로 충전된다는 점이다. 작동 중에 상기 압력은 약 7배 정도 더 높아질 수 있다.

전술한 방전 용기 내부 압력 및/또는 전력은 주로 방전 아크를 시동시키기 위한 시간을 결정한다. 예컨대 높은 크세논(Xe) 압력은 램프의 시동 상태 중에 유리하게 더 높은 램프 전압을 생성한다. 그 결과 램프의 시동 상태 중에 동일한 시동 전류에서 램프 전력 입력량은 더 클 것이며, 전류는 전류 안정 장치(ballast)에의해 제한되고 따라서 램프는 상기 제한된 전류에서 더 빨리 시동될 것이다. 시동 상태 중에 램프에서 소비되는 전력은 전술한 점화(burning) 중의 정격 전력과 다르다. 시동 상태는 버너가 일정한 조명 수준에 도달하는 상태이다. 램프의 시동 기간은 낮은 압력 - 상기 압력은 충전재 압력임 - 에서 이루어지며, 바람직하게는 5bar 내지 10bar 범위의 압력에서 이루어진다. 반면에 버너를 빠르게 시동시키기 위해서는 일정량의 전력이 필요하다. 버너를 시동시키기 위한 상기 전력은 자동차 램프의 경우 5W 내지 40W 의 범위이다. 또한 방전 용기 내부의 고압은 관 벽에 대한 열의 더 높은 효과와 더 낮은 전도성을 유발한다.

본 발명의 두번째 측면은 두개의 피드스루를 포함하는 간극이 최소화된 세라믹 금속 할로겐 버너를 제조하는 방법을 제공하는 것이며, 하나의 방전 용기는 두개의 말단 개구와 충전재를 수용하기 위한 공동을 포함하는 두개의 말단부, 두개의 말단 마감재 구조, 및 방전 용기의 관련된 말단부를 포함하는 상기 피드스루에 기밀하게 연결하기 위한 밀폐제를 포함하며, 제조 방법은 다음의 단계들, 즉 하나 이상의 밀폐제를 상기 방전 용기 내, 하나 이상의 말단부의 오목부 내, 및/또는 하나 이상의 피드스루의 오목부 내 - 상기 오목부는 상기 방전 용기의 내부를 형성함 - 에 위치시키는 단계, 방전 용기에 상기 말단부를 소결시키는 단계, 상기 제1 말단부에 상기 제1 말단 마감재 구조를 밀폐시킴으로써 상기 제1 말단 개구를 마감하는 단계, 나머지 말단 개구를 통해 상기 방전 용기를 이온화가능한 충전재로 충전하는 단계, 및 상기 제2 말단 개구 내에 상기 제2 피드스루를 배열함으로써 상기 제2 말단 개구를 마감하고 상기 제2 피드스루를 제2 밀폐제가 있는 상기 제2 말단부에 기밀하게 연결하는 단계를 포함하며, 그 결과 기밀성 세라믹 금속 할로겐 버너가 이루어지고, 바람직하게는 하나 이상의 밀폐제가 내부의 간극을 충전한다.

바람직하게는 제2 밀폐제만 피드스루의 오목부 내에 위치하는 밀폐제가 될 것이다. 이와 같은 경우 예컨대 크세논(Xe)과 같은 확장하는 충전재에 의해 용융된 밀폐제가 간극 내에 주입될 것이다.

상기 버너는 다음의 방법으로 제조된다:

관통형 말단 개구를 포함하는 말단부와 방전관이 함께 소결된다. 바람직하게는 말단부와 방전관 모두 다결정 알루미나 - Al₂O₃ 또는 PCA - 물질로 만들어진다. 말단 개구를 마감하는 제1 단계는, 제1 완성 전극 피드스루 조합 또는 제1 말단 마감재 구조가 제1 말단부 내에 삽입되고 합금 고리가 말단부의 말단 개구 밖으로 신장되는 피드스루 주위 말단부의 상부에 위치하는 것이다. 바람직하게는 말단부의 말단 개구 내에 피드스루를 배열함으로써 상당히 작은 틈 또는 간극을 형성할 것이며, 가장 바람직하게는 가능한 0㎣에 가까운 부피의 충전되지 않은 간극을 형성할 것이다. 다음 단계는 말단부, 피드스루 및 밀폐 고리가 가열되며, 그 결과 밀폐 고리가 용융되기 시작하여 간격 내에 흘러들어감으로써 피드스루와 말단부 사이의 간격을 충전한다. 말단 마감재 구조와 말단부 사이의 밀폐 공정 후에 결과적인 또는 잔존하는 충전되지 않은 간극은 상당히 작은 부피를 가져야 하며 바람직하게는 0㎣의 상태인 부피, 즉 충전되지 않은 간극이 없는 상태이어야 한다. 간극을 최소화하기 위해, 니오브(Nb) 대신 소량의 지르코늄(Zr)이 포함된 백금(Pt)을 포함하는 그룹 중에 선택된 합금이 밀폐제로서 사용된다. 상기 물질은 고온에서 강한 금속 할로겐 충전재에 대해 더 많은 내성을 갖는다. 피드스루의 물질에 따라서 상기 충전 물질은 특정한 피드스루 물질들을 침식하지 않는다. 예컨대 피드스루 물질이 니오브(Nb)인 경우, 충전재는 피드스루를 침식하며, 그 결과 침식을 방지하기 위한 다른 수단이 설치되어야 한다. 할로겐에 대한 합금의 내성은 그 조성에 따른다. 그 조성은 자유롭게 선택가능한 것은 아니다. 버너에 대한 충전재로 사용하는 경우, 백금-니오브(Pt-Nb) 합금은 충분히 불활성이어야 하는데, 그렇지 않을 경우 니오브(Nb)가 방전관 충전재와 접속된 영역의 밀폐제 밖으로 소멸될 것이기 때문이다. 게다가 조성에 따라서 일반적으로 합금이 표준 밀폐제보다 더 큰 내성을 갖는다고 볼 수 있다.

최소화된 충전되지 않은 간극을 이루기 위해, 밀폐 공정 후에 합금이 간극의 모든 단면 또는 모든 간극을 충전해야 하며, 이는 후에 염이 축적물을 형성하는 간극 내에 들어가서 색채 불안정성을 유발하는 것을 불가능하게 한다. 기밀성 접속을 이루기 위해, 글러브 박스(glove box) 내에 아르곤(Ar) 가스를 채운 상태에서 용융 공정이 수행된다. 밀폐 시간은 상대적으로 길며, 2초 이상 600초 이하로서 예컨대 4초, 바람직하게는 5초 이상 60초 이하로서 예컨대 10초, 그리고 가장 바람직하게는 15초 이상 30초 이하로서 예컨대 20초가 소요될 수 있다.

밀폐 시간은 주로 어느 정도의 온도가 적용되는가, 물질 내에 압력이 강화되는 일정 기간 중에 일정 온도 수준에서의 화학 반응에 관하여 어느 정도의 가열 및 냉각 시간이 적용되는가에 따른다.

제1 밀폐 - 바람직하게는 금속 또는 합금을 포함하는 - 는 방전관에 어떠한 기체의 반대 압력이 없기 때문에 느리게 이루어질 수 있다.

제1 밀폐, 즉 제1 말단부에 제1 말단 마감재 구조로 밀폐한 후에, 버너, 더욱 상세하게는 방전 용기 또는 방전 공동은 염을 포함하는 충전재로 충전된다. 충전 공정 또한 아르곤(Ar) 기체가 채워진 상태에서 이루어진다.

충전 공정은 다음의 더 상세한 설명을 통해 서술된다:

제2 말단 마감재 구조가 그 안에 배열되기 전에 방전 공동은 제2 말단부의 제2 말단 개구를 통해 염 알갱이로 충전된다. 전술한 바와 같이 알갱이는 반드시 구(求) 형태이며, 알갱이의 직경은 바람직하게는 100㎛ 이상 600㎛ 이하로서 예컨대 150㎛, 더 바람직하게는 200㎛ 이상 500㎛ 이하로서 예컨대 250㎛, 그리고 가장 바람직하게는 250㎛ 이상 450㎛ 이하로서 예컨대 310㎛이다.

기밀성 방전 버너를 이루기 위해 최종적으로 제2 밀폐가 이루어진다. 상기 밀폐는 고압의 크세논(Xe) 기체로 채워진 상태에서 이루어진다. 크세논(Xe)의 압력은 실온에서 바람직하게는 1bar 이상 40bar 이하, 더 바람직하게는 5bar 이상 30bar 이하, 그리고 가장 바람직하게는 8bar 이상 25bar 이하의 범위이다. 오메가(Omega) 또는 선형 퍼니스로 이루어지는 밀폐 공정으로 인한 용기 내 크세논(Xe)의 팽창을 방지하기 위해, 상기 밀폐는 가능한 빠르게 이루어져야 한다. 방전 용기 내의 크세논(Xe)이 가열되는 것을 가능한 많이 방지하기 위해 제2 밀폐의 밀폐 시간은 짧아야 한다. 제2 밀폐 시간은 0.1초 이상 10.0초 이하, 바람직하게는 0.5초 이상 5.0초 이하, 그리고 가장 바람직하게는 1.0초 이상 2.5초 이하의 범위이다.

우수한 밀폐, 즉 기밀성이고 장기간 내구성이 있는 밀폐를 이루기 위해서, 소정의 말단부 길이는 크세논(Xe)으로 충전된 용기로부터 충분히 먼 거리일 것이 요구된다. 충분한 길이는 바람직하게는 1㎜ 이상 40㎜ 이하, 더 바람직하게는 5㎜ 이상 20㎜ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 8㎜ 이상 15㎜ 이하이며, 이러한 길이는 크세논(Xe)을 지나치게 가열하는 것을 방지하기 위해 필요하다.

제2 밀폐 공정을 위한 밀폐제는 다른 영역에 위치할 수 있다. 밀폐제는 말단부, 방전 용기, 또는 피드스루의 말단부 내에 위치할 수 있다. 바람직하게는 밀폐제는 방전 용기 내에서 용융되며, 그 결과 용융된 밀폐제가 방전 용기 내부의 압력으로 인해 방전용기 내부에서 외부로 흘러간다. 밀폐 시간을 짧게 하기 위해, 밀폐제는 낮은 용융점을 갖는 물질로 이루어진다. 상기 낮은 용융점을 갖는 밀폐제를 빠르게 가열하여 충분히 긴 밀폐 영역이 이루어짐으로써, 크세논(Xe)의 반대 압력은 미세한 영향만을 미친다. 충분히 긴 밀폐제의 길이는 바람직하게는 1.0㎜ 이상 8.0㎜ 이하, 더 바람직하게는 1.5㎜ 이상 4.0㎜ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 2.0㎜ 이상 3.0㎜ 이하이며, 그 결과 기밀성 버너가 이루어질 수 있다.

말단부 내의 피드스루 주위에 프릿(frit)보다 더 높은 용융점을 갖는 금속 또는 합금으로 이루어진 밀폐제를 사용하는 경우, 아주 짧은 시간 동안 열이 가해져야 하며, 국부적으로 가열되어야 한다. 말단부 내에 위치한 금속 또는 합금을 가열하는 시간은 바람직하게는 0.1초 이상 600.0초 이하, 더 바람직하게는 5.0초 이상 100초 이하, 그리고 가장 바람직하게는 10.0초 이상 60초 이하이다. 그러면 용융된 금속이 크세논(Xe)의 팽창에 의해 간격 또는 충전되지 않은 간극 내에 들어간다.

바람직하게는 조명용 램프, 특히 헤드 램프(head lamp) 또는 다음의 적용예 중 하나의 용도인 램프는 하나 이상의 세라믹 금속 할로겐 버너를 포함한다: 상점 조명, 가정 조명, 액센트 조명(accent lighting), 스포트 라이팅(spot lighting), 소비자용 TV 제품, 광섬유 제품, 및 프로젝션 시스템.

본 발명의 사상에 따른 램프는 바람직하게는 5W 이상 250W 이하, 더 바람직하게는 8W 이상 70W 이하, 그리고 가장 바람직하게는 10W 이상 35W 이하의 전력을 갖는다. 자동차 분야에 사용되는 일반적인 램프는 약 30W의 전력으로 작동한다. 램프는 바람직하게는 20V 이상 120V 이하, 더 바람직하게는 30V 이상 70V 이하, 그리고 가장 바람직하게는 35V 이상 65V 이하의 전압을 가진다.

전술한 특성을 갖는 세라믹 금속 할로겐을 사용함으로써, 램프는 더 긴 내구성을 이끌어내도록 더 높은 색채 안정성을 가지며, 더불어 더 작은 크기를 가진다.

가장 짧은 말단 마감재 구조는 말단 마감재 구조의 말단에 대한 전극의 말단부 사이의 가장 짧은 거리에 의해 제한된다. 말단 마감재 구조는 램프의 상부에 위치할 것이다. 이는 광 중심 거리(light center length), 즉 램프의 소켓 상의 기준 평면과 방전 아크 중심 사이의 거리가 기설정된 값이기 때문에 가능한 가장 짧은 램프를 이루어낸다. 상기 기설정된 값은 램프가 사용되는 응용예에 따라 다르다. 상기 사항은 바람직하게는 자동차용 석영 버너에 유용하다. 세라믹 자동차 버너에 있어서, 기설정된 값은 다른 값으로 표준화될 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 측면들은 후술할 실시예를 통해 명확해지며, 후술할 실시예를 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 세라믹 금속 할로겐 버너의 두 영역의 단면도.

도 2는 세라믹 금속 할로겐 버너의 제2 부분의 확대된 컷아웃(cutout) 단면도.

도 3은 세라믹 금속 할로겐 버너 피드스루의 제2 부분의 확대된 컷아웃 단면도.

도 1은 세라믹 금속 할로겐 버너의 제1 부분(1a)과 제2 부분(1b)을 도시하는 세라믹 금속 할로겐 버너의 두개의 컷아웃 단면도이다. 상기 도면의 우측에 도시된 제1 부분(1a)은 제1 말단부(2a)가 접속된 방전 용기부를 나타낸다. 방전 용기부와 제1 말단부(2a)는 모두 관 형태이며, 제1 말단부(2a)는 중심선을 따라 신장되는 제1 말단 개구(3a)를 포함한다. 소결 공정 전에 제1 말단부(2a)의 외경은 방전 용기부의 내경보다 작으며, 그 결과 제1 말단부(2a)가 방전 용기로 완전히 둘러싸여서 중심선을 따라 배열되어 부분적으로 방전 용기부 내에 배열될 수 있다. 소결 공정 후에 말단부(2a) - 또는 도 1의 신장된 플러그 - 의 외경은 방전 용기부의 내경과 동일하거나 방전 용기부의 내경보다 약간 더 크게 되는데, 즉 방전 용기부가 말단부 주위에서 수축되는 것이다. 방전 용기와 제1 말단부(2a) 모두 소결에 의해 서로 접속된다. 제1 말단부(2a)는 원형의 단면을 갖는 제1 관통형 말단 개구(3a)를 포함한다. 기밀성 버너를 이루기 위해, 말단 개구(3a)는 제1 말단 마감재 구조(4a)에 의해 마감된다. 제1 말단 마감재 구조(4a)는 제1 피드스루(5a)와 제1 밀폐제(6a)를 포함한다. 제1 피드스루(5a)는 전극 및 몇 부분으로 구성된 본체를 포함하며, 모든 부분은 그 중심선을 따라 배열되고, 그 결과 본질적으로 원통형 피드 스루를 이루게 된다. 제1 피드스루(5a)는, 제1 말단부(2a)의 양 부분, 즉 방전 용기의 내부로든 방전 용기의 외부로든 신장되도록 부분적으로 제1 말단 개구(3a) 내에 배열된다. 따라서 제1 피드스루의 주요부 또는 본체는 제1 말단부(2a)에 의해 둘러싸인다. 함께 밀폐되기 전에 제1 말단부(2a)와 제1 피드스루(5a) 사이에는 작은 틈, 이른바 간격 또는 제1 간극(7a)이 존재한다. 제1 간극(7a)은 적어도 부분적으로 제1 간극(7a)을 충전하는 제1 밀폐제(6a)에 의해 충전되며, 그에 따라서 제1 피드스루(5a)와 제1 말단부(2a) 사이에 기밀성 접속이 이루어진다.

제1 밀폐제는 금속, 합금, 및/또는 밀폐 프릿(sealing frit)을 포함하는 그룹 중에 선택된 물질로 만들어진다. 밀폐 프릿은 높은 용융점을 가져야 하며, 및/또는 고온에서 금속 할로겐 충전재에 내성이 있는 다량의 알루미나(Al₂O₃)를 포함해야 한다. 용기와 말단부들(2a, 2b)은 다결정 세라믹 물질을 포함하는 물질로 만들어진다. 도 1에서 제1 간극(7a)은 상기 제1 밀폐제(6a)로 완전히 충전되며, 그 결과 소결 공정 후에 충전되지 않은 제1 간극(7a)의 부피는 거의 0㎣에 이르게 된다. 따라서 방전 버너의 제1 부분(1a)은 염(검은 점으로 도시됨)이 축적될 간극이 거의 없는 부분이다.

도 1의 좌측에는 세라믹 금속 할로겐 버너의 제2 부분(1b)이 도시된다. 제2 부분(1b)는 제1 부분(1a)과 유사한 설정을 갖는다. 제2 부분에 방전 용기부가 도시되며, 방전 용기부에 관통형 제2 말단 개구(3b)가 있는 제2 말단부(2b)가 소결된다. 제2 말단부(2b)는 제1 말단부(2a)와 유사한 형태이지만 길이가 더 짧으며, 제 1 말단 개구(3a)에 비해 더 작은 제2 말단 개구(3b)를 포함하는데, 즉 원형 단면을 갖는 제2 말단 개구(3b)의 직경이 제1 말단 개구(3a)의 직경보다 작다. 따라서 제1 피드스루(4a)와 유사한 설정을 가지고 상기 제2 말단 개구(3b)에 배열된 제2 피드스루(4b)는 더 작은 제2 말단 개구(3b)에 들어맞도록 더 작은 직경을 갖는다. 제2 피드스루(5b)와 제2 말단부(2b) 사이의 간극은 소결 공정 후에 부분적으로만 충전되며, 그 결과 제1 간극(7a)의 부피보다 더 큰 부피를 갖는 제2 간극(7b)이 이루어진다.

충전재(8)는 방전 공동 내에 배열되며, 방전 버너의 비대칭성으로 인해 주로 제1 부분(1a)에 염이 축적된다.

도 1에 따른 세라믹 금속 할로겐 버너의 컷아웃은 밀폐 공정 후의 상태를 도시한다. 제1 간극(7a)은 제1 밀폐제(6a)로 완전히 충전되며, 이 경우 상기 밀폐제는 백금니오브(PtNb) 밀폐제이다. 제2 간극(7b)은 제2 밀폐제(6b)로 완전히 충전되지는 않으며, 상기 밀폐제는 Al₂O₃-Dy₂O₃-SiO₂ 밀폐제와 같은 표준 밀폐제이다. 제2 간극(7b)이 완전히 밀폐되지 않지만, 검은 점으로 도시된 충전재는 간극이 없는 제 1 부분(1a)에서 유지된다. 제1 간극(7a)을 완전히 충전하기 위해서, 제1 밀폐 공정이 이루어지기 전에 방전 용기 내에는 충전재가 없어야 한다. 충전재가 없어야만 백금니오브(PtNb)를 밀폐제로 사용할 때 필요한 긴 밀폐 시간과 고온 상태가 가능하다. 이와 달리 아르곤(Ar)과 같은 불활성 기체가 최종 충전재 대신에 사용될 수 있다.

완전히 충전된 간극을 생성하는 공정은 상당히 난해하다.

완전히 충전된 간극을 이루기 위한 한가지 가능한 해결책이 도 2에 도시된다.

도 2는 세라믹 금속 할로겐 버너의 제2 부분(1b)의 확대된 컷아웃 단면도를 도시한다. 컷아웃은 관형 제2 말단부(2b)를 도시하며, 상기 말단부는 방전 용기의 관 형태의 영역에 접속된다. 제2 말단부(2b)는 제2 관통형 말단 개구(3b)를 포함하며, 상기 개구는 원형 단면을 갖는다. 여러 부분으로 된 제2 피드스루(5b)가 방전 공동과 버너의 외부로 신장되도록 상기 제2 말단 개구(3b) 내에 배열된다. 제2 피드스루(5b)는 제2 전극 로드(9b)과 제2 본체(10b)를 포함한다. 제2 전극 로드(9b)와 제2 본체(10b)는 모두 중심선에 일렬로 근접하게 배열된다. 제2 말단부(2b)는 제2 피드스루(5b)의 제2 본체(10b)와 제2 전극 로드(9b)를 부분적으로 둘러싼다. 제2 전극 로드(9b)는 약 250㎛의 직경인 원형 단면을 가진다. 제2 본체(10b)는 두개의 원통형 부분을 포함하며, 상기 부분들은 제2 피드스루(5b)의 중심선과 동일한 중심선으로 배열된다. 제1 원통형 부분은 제2 본체(10b)의 제2 내부(11b)이며 제2 원통형 부분은 제2 본체(10b)의 제2 외부(12b)이다. 제2 내부(11b)의 직경은 약 250㎛이며 제2 외부(12b)의 직경은 약 500㎛이다. 게다가 제2 피드스루(5b)의 제2 전극 로드(9b)는 관형 제2 밀폐제(6b)로 둘러싸인다. 제2 밀폐제(6b)의 내경은 제2 전극 로드(9b)의 외경보다 조금 더 크며, 그 결과 제2 밀폐제(6b)와 제2 전극 로드(9b) 사이에 간극이 없거나 조금 있는 상태로 제2 밀폐제(6b)가 제2 전극 로드(9b)를 둘러싼다. 제2 밀폐제(6b)의 외경은 제2 피드스 루(5b)의 본체(10b)의 제2 외부(12b)의 외경과 거의 같거나 더 작으며, 그 결과 상기 밀폐제는 제2 말단 개구(3b) 내에 용이하게 들어맞는다. 제2 피드스루(5b)의 제2 본체(10b)와 제2 말단부(2b) 사이에 제2 간극(7b)이 존재하며, 상기 간극은 약 10 내지 20㎛의 폭을 갖는 고리형 단면을 갖는다. 도 2는 밀폐 공정 전의 버너 상태를 도시한다. 밀폐 공정 중에 제2 밀폐제(6b)가 용융되어 원래 위치에서 제2 간극(7b) 내로 흘러들어가며, 따라서 밀폐 공정 후에 충전되지 않은 제2 간극(7b)의 최소화 또는 밀폐 공정 후에 충전된 간극(7b)의 최대화를 이루도록 적어도 부분적으로 제2 간극(7b)을 충전한다.

밀폐 공정 후에 제2 간극(7b)을 완전히 충전시키기 위해, 밀폐 공정 전의 제2 밀폐제(6b)의 부피는 밀폐 공정 전의 충전되지 않은 간극(7b)의 부피보다 크거나 같아야 한다. 제2 간극(7b)은 제2 로드 전극(9b)에 가능한 가깝게 충전되는 것이 중요하다. 따라서 제2 밀폐제(6b)는 밀폐 공정 전에 방전 용기 내부에 위치한다. 제2 밀폐제(6b)가 용융될 때, 모세관 현상과 가열로 유발된 방전 용기 내의 증가하는 압력으로 인해 상기 밀폐제가 제2 간극(7b)으로 들어간다. 따라서 제2 간극(7b)은 방전 공동에 가장 가까운 부분에서부터 밀폐된다. 이와 같은 밀폐로 인해 제2 간극(7b)은 제2 전극 로드(9b)에 더 가까운 말단부에서 처음 충전된다.

전술한 일반적인 설정은 하나 이상의 단일 구성요소의 형상 및/또는 물질이 제2 부분(1b)의 형상 및/또는 물질과 다르다는 점을 제외하고는 제1 부분에 대해서도 마찬가지로 유효하다.

도 3은 제2 말단 개구(3b)를 포함하는 제2 말단부(2b)가 있는 세라믹 금속 할로겐 버너의 제2 부분(1b)의 확대된 컷아웃 단면도를 도시한다. 상기 실시예에서, 원형 단면을 갖는 제2 말단 개구(3b)는 약 560㎛의 직경을 갖는다. 제2 피드스루(5b)의 제2 전극 로드(9b)와 제2 본체(10b)는 상기 제2 말단 개구(3b) 내에 배열된다. 제2 본체(10b)와 제2 전극 로드(9b) 모두 직경이 약 250㎛인 원형 단면을 갖는다. 관형 제2 밀폐제(6b)는 제2 본체(10b)와 제2 전극 로드(9b)를 부분적으로 둘러싸며, 제2 밀폐제(6b) 자체는 제2 말단부(2b)로 둘러싸이는 바, 즉 제2 밀폐제(6b)는 제2 피드스루(5b)와 제2 말단부(2b) 사이에 샌드위치 형태로 배열된다. 고리 형태의 단면을 갖는 제2 밀폐제(6b)는 중심이 다른 관통형 개구를 포함한다. 상기 개구 내에 제2 피드스루(5b)가 위치한다. 제2 밀폐제(6b)의 폭은 약 95㎛에서 약 155㎛까지 다양하다.

도 3의 컷아웃은 밀폐 공정이 완성되기 전의 상태를 도시한다.

도 3이 본 발명에 따른 버너의 제2 부분(1b)을 도시하지만, 도 3에 도시된 설정은 일반적으로 상기 버너의 제1 부분에도 적용가능하다.

도면 참조 번호 목록

1a: (버너의)제1 부분

1b: (버너의)제2 부분

2a: 제1 말단부

2b: 제2 말단부

3a: 제1 말단 개구

3b: 제2 말단 개구

4a: 제1 말단 마감재 구조

4b: 제2 말단 마감재 구조

5a: 제1 피드스루

5b: 제2 피드스루

6a: 제1 밀폐제

6b: 제2 밀폐제

7a: 제1 간극

7b: 제2 간극

8: 충전재

9b: 제2 전극 로드

10b: 제2 본체

11b: 제2 내부

12b: 제2 외부

Claims (10)

1. 세라믹 방전 용기를 포함하는 금속 할로겐 버너로서,

   각각 하나의 말단 개구(3a, 3b)를 가지는 두개의 말단부(2a, 2b)를 포함하며 충전재(8)를 수용하기 위한 하나의 방전 용기;

   충전재(8);

   상기 말단 개구(3a, 3b)를 마감하기 위한 몇개의 구성요소를 포함하는 제1 및 제2 말단 마감재 구조(4a, 4b); 및

   상기 말단 개구(3a, 3b)와 상기 말단 마감재 구조(4a, 4b) 사이에 있는 제1 및 제2 간극(7a, 7b)을 포함하며,

   상기 제1 말단 마감재 구조(4a)는 적어도 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피, 구성요소의 물질 유형 및/또는 구성요소 배열에 있어서 상기 제2 말단 마감재 구조(4b)와 다르고, 및/또는

   상기 제1 간극(7a)의 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피는 상기 제2 간극(7b)의 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피와 다르며, 및/또는

   제1 말단부(2a)는 형상, 직경, 길이, 둘레, 단면, 표면, 부피, 한 구성요소의 물질 유형 및/또는 구성요소 배열에 있어서 제2 말단부(2b)와 다르고, 그 결과 비대칭 세라믹 금속 할로겐 버너가 형성되는 세라믹 금속 할로겐 버너.
2. 제1항에 있어서, 각각 적어도 충전되지 않은 부분과 충전된 부분을 포함하는 상기 간극들(7a, 7b)은,

   밀폐 공정 후에 방전 공동을 형성하는 상기 제1 간극(7a)의 상기 충전되지 않은 부분의 부피가 상기 제2 간극(7b)의 대응하는 상기 충전되지 않은 부분의 부피보다 작다는 점에서 서로 다르며, 및/또는

   상기 제1 간극(7a)의 상기 충전되지 않은 부분의 단면이 상기 제2 간극(7b)의 상기 충전되지 않은 부분의 대응하는 단면보다 작다는 점에서 서로 다르고, 및/또는

   밀폐 공정 후에 상기 제1 간극(7a)의 상기 충전되지 않은 부분의 길이가 상기 제2 간극(7b)의 대응하는 상기 충전되지 않은 부분의 길이보다 짧다는 점에서 서로 다른 세라믹 금속 할로겐 버너.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밀폐제들(6a, 6b)은, 밀폐 공정 후에 상기 제1 간극(7a) 내에 위치한 제1 밀폐제(6a)의 위치가 상기 제2 간극(7b) 내의 제2 밀폐제(6b)의 위치에 비해 상기 제1 말단 개구(3a)의 상기 제1 내부 말단 개구에 더 가깝게 배열된다는 점에서 서로 다르며,

   상기 제1 밀폐제(6a)와 상기 제1 내부 말단 개구 사이의 거리는 바람직하게는 0㎜ 내지 2.5㎜, 더 바람직하게는 0.5㎜ 내지 2.0㎜, 그리고 가장 바람직하게는 0.7㎜ 내지 1.5㎜인 세라믹 금속 할로겐 버너.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐제들(6a, 6b)은, 상기 제1 밀폐제(6a)가 금속 또는 합금을 포함하는 그룹 중에 선택된 물질로 이루어지는 점에서 서로 다르며, 및/또는

   제2 밀폐제(6b)가 공개된 밀폐 프릿, 상기 공개된 밀폐 프릿인 Al₂O₃-Dy₂O₃-SiO₂ 보다 더 많은 양의 Al₂O₃분말을 포함하는 밀폐 프릿을 포함하는 그룹 중에 선택된 물질로 이루어지는 점에서 서로 다르고, 및/또는

   밀폐 공정 후에 상기 제1 간극(7a)의 상기 충전된 부분 내의 상기 제1 밀폐제(6a)의 충전 수준이 상기 제2 간극(7b)의 상기 충전된 부분 내의 상기 제2 밀폐제(6b)의 충전 수준보다 더 높다는 점에서 서로 다른 세라믹 금속 할로겐 버너.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 피드스루(5a, 5b)는, 상기 피드스루(5a, 5b) 중 하나가 나머지 하나의 피드스루보다 더 많은 구성요소로 구성되며, 상기 피드스루(5a, 5b) 중 하나는 바람직하게는 적어도 2개, 더 바람직하게는 3개, 그리고 가장 바람직하게는 4개의 구성요소를 포함한다는 점에서 서로 다르며, 및/또는

   상기 피드스루(5a, 5b) 중 하나의 가장 큰 단면은 나머지 하나의 피드스루의 가장 큰 단면보다 더 크다는 점에서 서로 다르고, 및/또는

   상기 피드스루(5a, 5b) 중 하나의 상기 로드 및/또는 전극 길이가 나머지 하나의 피드스루의 로드 및/또는 전극길이보다 더 짧다는 점에서 서로 다른 세라믹 금속 할로겐 버너.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전 용기는, 비대칭 방전 용기를 이루도록 상기 말단부(2a, 2b)는 상기 말단부(2a, 2b) 중 하나의 길이가 나머지 하나의 길이보다 더 길다는 점에서 서로 다르게 구성되는 세라믹 금속 할로겐 버너.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 말단부(2a, 2b) 중 적어도 하나 및/또는 상기 피드스루(5a, 5b) 중 적어도 하나는 상기 공동 내부로 신장되는 오목부를 포함하며, 상기 오목부는 대응하는 밀폐제(6a, 6b)로 적어도 부분적으로 충전 가능한 세라믹 금속 할로겐 버너.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버너는 바람직하게는 5W 이상 250W 이하, 더 바람직하게는 8W 이상 70W 이하, 그리고 가장 바람직하게는 10W 이상 35W 이하의 전력으로 작동 가능하며, 및/또는 상기 버너는 실온에서 바람직하게는 1bar 이상 40bar 이하, 더 바람직하게는 5bar 이상 30bar 이하, 그리고 가장 바람직하게는 8bar 이상 25bar 이하인 방전 용기 내부 압력으로 충전되는 세라믹 금속 할로겐 버너.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 세라믹 금속 할로겐 버너를 제조하는 방법으로서,

   하나 이상의 밀폐제(6a, 6b)를 상기 방전 용기 내에, 하나 이상의 말단부(2a, 2b)의 오목부 내에, 및/또는 하나 이상의 피드스루(5a, 5b)의 오목부 내에 위치시키는 단계 - 각각의 오목부는 상기 방전 용기의 내부를 형성함 - ;

   상기 말단부(2a, 2b)를 상기 방전 용기에 소결시키는 단계;

   상기 제1 말단부(2a)에 상기 제1 말단 마감재 구조(4a)를 밀폐시킴으로써 상기 제1 말단 개구(3a)를 마감하는 단계;

   하나 이상의 말단 개구(3a, 3b)를 통해 상기 방전 용기를 이온화가능한 충전재(8)로 충전하는 단계; 및

   상기 제2 말단 개구(3b) 내에 상기 제2 피드스루(5b)를 배열하고 상기 제2 피드스루(5b)를 제2 밀폐제(6b)로 상기 제2 말단부(2b)에 기밀접속(gas-tight connect)함으로써 상기 제2 말단 개구(3b)를 마감하는 단계를 포함하여, 기밀성 세라믹 금속 할로겐 버너를 이루는 세라믹 금속 할로겐 버너를 제조하는 방법.
10. 조명용 램프, 특히 헤드 램프 및/또는 상점 조명, 가정 조명, 액센트 조명(accent lighting), 스포트 라이팅(spot lighting), 극장조명, 소비자용 TV 제품, 광섬유 제품, 및 프로젝션 시스템 중 하나의 용도인 램프로서, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 세라믹 금속 할로겐 버너를 포함하는 램프.

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