KR20090089478A

KR20090089478A - 금속 할라이드 램프 및 그러한 램프를 위한 세라믹 버너

Info

Publication number: KR20090089478A
Application number: KR1020097014898A
Authority: KR
Inventors: 조세푸스 씨. 엠 헨드릭스
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-08-21
Also published as: ATE478433T1; JP2010514125A; EP2122653A1; WO2008078225A1; EP2122653B1; US20100026184A1; DE602007008617D1

Abstract

방전 공간(24)을 둘러싸는 세라믹 벽(30)을 가지는 방전관(20)을 포함하는, 금속 할라이드 램프를 위한 세라믹 버너이다. 방전관(20)의 세라믹 벽(30)은 세리믹 버너가 제조되는 동안 방전관(20)으로 이온화가능 필링을 도입하기 위한 튜브(62)를 포함한다. 튜브(62)는 방전관(20)의 세라믹 벽 밖으로 돌출되고 기밀하게 실링된다.

방전 공간, 세라믹 벽, 방전관, 할라이드 램프

Description

금속 할라이드 램프 및 그러한 램프를 위한 세라믹 버너{A METAL HALIDE LAMP AND A CERAMIC BURNER FOR SUCH A LAMP}

본 발명은, 실질적으로 기밀 방식(gastight manner)으로 방전 공간(discharge space)을 둘러싸고 하나 이상의 할라이드를 포함하는 이온화가능 필링(ionisable filling)을 가지는 방전관(discharge vessel)을 포함하는, 금속 할라이드 램프를 위한 세라믹 버너에 관한 것으로, 방전관은 두 개의 단부(end portion)를 포함하는 세라믹 벽을 포함하고, 컨덕터는 방전을 유지하기 위해 방전 공간에 배치되는 각각의 전극에 전류를 공급하도록 각각의 단부에 임베디드된다.

세라믹 금속 할라이드 램프는, 버퍼 가스(buffer gas) 외에 NaCc 요오드화물(iodidc), NaTl 요오드화물, NaSc 요오드화물, NaTlDy 요오드화물 또는 이러한 염류(salt) 화합물과 같은 금속 할라이드 염류 혼합물을 포함하는 필링을 포함한다. 이러한 금속 할라이드 염류 혼합물은 특히 높은 램프 효율, 특정 색상 수정 온도 및/또는 특정 색상 렌더링 색인을 구하기 위해 적용된다. 이러한 세라믹 금속 할라이드 램프는 금속 할라이드 염류 혼합물의 필링을 포함하는 방전 공간을 둘러싸는 방전관을 포함한다. 세라믹 방전관은 세라믹 단마개(end-plug)를 이용하여 양 단이 폐쇄되는 실질적으로 원통형 튜브와 같은 부분을 가질 수 있으며, 세라믹 마개는 튜브와 같은 부분의 세라믹 물질로 함께 소결(co-sintered)된다. 따라서, 방전관의 세라믹 벽은 튜브와 같은 부분 및 두 개의 단마개에 의해 형성된다. 세라믹 방전관은 다른 모양, 예를 들어 방전관의 중앙 부분의 지름이 방전관의 단부의 지름보다 큰 것과 같은 모양을 가질 수도 있다.

방전 공간은 램프가 작동하는 동안 그 사이에서 방전이 유지되는 두 개의 전극을 포함한다. 일반적으로, 전극은 방전관의 단부를 관통한다. 세라믹 금속 할라이드 램프를 금속 할라이드 염류 혼합물로 채우기 위해, 방전 공간의 필링이 일어난 후에 폐쇄 마개(closing-plug)를 이용하여 폐쇄되는 필링 개구가 방전관의 세라믹 벽에 제공될 수 있다.

이러한 세라믹 금속 할라이드 램프의 실시예는 일본특허출원 제JP10284002호에 공개된다. 공개된 금속 할라이드 방전 램프에 있어서, 램프는 거의 동일한 열팽창 계수를 가지는 물질로 구성되고, 각각의 단마개가 전극을 가이드(guide)하는 두 개의 단마개를 가지는 기밀 세라믹 방전관을 포함한다. 세라믹 방전관은 필링 개구를 더 포함한다. 필링은 필링 개구를 통해 방전관에 전해지며(introduced), 이어서 개구가 필링 개구에 맞는 T 모양의 마개를 이용하여 폐쇄된다. T 모양의 마개는 레이저로부터의 방사선에 노출함으로써 방전관의 벽과 함께 용해된다. 방전관의 필링을 가열하는 공개된 세라믹 금속 할라이드 램프의 단점은, 특히 버너가 상대적으로 작은 크기를 가지는 경우, T 모양 마개가 방전관의 추가 부분의 온도를 실질적으로 증가시키지 않고 폐쇄될 수 없다는 것이다.

본 발명의 목적은 방전관의 이온화가능 필링을 가열하지 않고 폐쇄되는 실링된 필링 개구를 가지는 세라믹 금속 할라이드 램프를 위한 세라믹 버너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 방전관의 세라믹 물질에 크랙(crack)을 발생시키지 않고 폐쇄되는 실링된 필링 개구를 가지는 세라믹 금속 할라이드 램프를 위한 버너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상대적으로 고속으로, 즉 짧은 동작으로 실링된 필링 개구를 가지는 세라믹 금속 할라이드 램프를 위한 버너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 방전관에서 방전 프로세스의 시작을 용이하게 하기 위한 수단을 가지는 금속 할라이드 램프를 제공하는 것이다.

하나 이상의 상기 목적을 이루기 위해, 방전관의 세라믹 벽은 세라믹 버너를 제조하는 동안 방전관으로 이온화가능 필링을 전달하기 위한, 방전관의 세라믹 벽 외부로 돌출되고 기밀하게 실링된 튜브를 포함한다.

본 명세서에서 튜브로 지칭되는 튜브와 같은 부재(member)의 사용은 기밀 실(gastight seal)이 튜브의 돌출단에 방전관의 세라믹 벽으로부터 떨어져 배치되도록 할 수 있다. 기밀 실과 세라믹 벽 사이의 거리로 인해, 방전관의 세라믹 벽에 손상을 주지 않고, 또한 방전관의 이온화가능 필링을 지나치게 가열하지 않고 튜브가 실링될 수 있다.

일본공개특허 제JP10284002호에 따르는 세라믹 버너에 있어서, 필링 개구는 방전관의 벽 상의 구멍(bore)이다. 필링 개구의 실링은 그 구멍으로 T 모양의 마개를 삽입하고, 이어서 레이저 방사를 이용하여 방전관의 세라믹 벽에 T 모양의 마개를 실질적으로 용해함으로써 행하여 진다. 레이저 방사는 약 2100℃인 세라믹 물질의 용해 온도에 대한 T 모양 마개의 온도의 증가 및 방전관의 벽 부분의 온도의 증가를 야기시킨다. 이러한 온도의 증가는, 방전관의 세라믹 물질에 크랙을 일으킬 수도 있는 상대적으로 큰 부분 온도 변화도(local temperature gradient)를 생성한다. 크랙의 발생을 줄이기 위해, T 모양 마개의 소결 위치(sinter location) 근처에서 온도 변화도를 줄이기 위해 방전관의 부분이 약 800℃까지 가열되는 동안 공개된 방전관이 실링된다. 그러나 이온화가능 필링이 증발되지 않고 방전관이 기밀하게 실링되지 전에 필링 개구를 통해 방전관의 외부로 부풀었다(blown)는 것을 보장하기 위해, 방전관의 다른 부분은 350℃ 아래의 온도로 유지되어야만 한다. 이러한 문제를 극복하기 위해서는 방전관의 다른 부분이 냉각되어야 한다.

본 발명에 따른 세라믹 버너에 있어서, 방전관은 방전관의 세라믹 벽의 외부 표면으로부터 떨어져 돌출된 튜브를 포함한다. 튜브를 통해 이온화가능 필링으로 방전관을 채운 후에, 튜브의 돌출단이 실링된다. 튜브의 돌출단은 방전관의 세라믹 벽으로부터 떨어져 확장되고, 따라서 방전관의 이온화가능 필링이 증발되거나 이온화가능 필링이 마개가 튜브의 단 밖으로 부푸는 방식으로 확장되는 온도까지 세라믹 벽이 가열되지 않고 방전관이 실링될 수 있다. 또한, 세라믹 벽의 상대적으로 작은 온도 증가는, 물질의 응력 및 인장으로 인해 세라믹 벽에서의 (큰 온도 변화의 결과인) 크랙을 방지한다.

또한, 상기 기술된 튜브를 사용함으로써, 튜브를 실링하기 위해서는 상대적으로 작은 튜브의 돌출단만이 가열되어야 하기 때문에, 세라믹 버너의 생산 시간이 감소될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, "세라믹"은 단결정 금속 산화물(예를 들어, 사파이어), 다결정 금속 산화물(예를 들어, 다결정 고밀도 소결 알루미늄 산화물 및 이트늄 산화물) 및 다결정 비산화 물질(예를 들어, 알루미늄 질화물)과 같은 내화 물질(refractory material)을 의미한다. 이러한 물질은 할라이드 및 기타 필링 성분에 의해 벽 온도가 1500^oK에서 1700^oK일 수 있고 화학적 공격에 저항한다. 본 발명의 목적을 위해, 다결정 알루미늄 산화물(polycrystalline aluminum oxide; PCA)이 매우 적절한 물질로 알려져 왔다.

바람직한 실시예에 있어서, 튜브는 세라믹 물질로 구성되고, 바람직하게는 방전관의 세라믹 벽에 사용된 것과 실질적으로 동일한 세라믹 물질로 구성된다. 따라서, 세라믹 금속 할라이드 램프가 동작하는 동안 및 기밀 실을 사용해서 온도가 증가하는 동안, 세라믹 벽과 튜브 사이의 응력 및/또는 인장은 거의 없거나 없다.

바람직하게, 세라믹 튜브는 0.5mm 이상, 보다 바람직하게는 1mm 이상 방전관의 세라믹 벽의 외부 표면으로부터 떨어져 돌출된다. 세라믹 튜브의 이러한 길이가, 방전관의 세라믹 벽이 상대적으로 낮은 온도로 유지되는 동안, 튜브를 실링하는 경우 튜브의 돌출단에서 필요한 높은 온도를 가능하게 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 세라믹 튜브의 내부 지름은 0.25mm에서 0.4mm 사이이고, 튜브의 벽 두께는 0.15mm에서 0.25mm 사이이다. 반면, 튜브의 내부 지름은 세라믹 관으로 이온가능한 필링을 전달할 수 있을 만큼 충분히 크다. 반면, 지나치게 큰 내부 지름은 지나치게 많은 튜브 물질이 기밀 실을 생성하기 위해 용해되도록 하며, 따라서 기밀 실을 형성하는 동안 상대적으로 높은 온도의 스트레인(strain)을 야기한다. 반면에, 세라믹 튜브의 벽 두께는 튜브가 기밀 실을 형성하는 동안 발생하는 온도 변화도를 견딜만큼 충분히 강하도록 만들 만큼 충분해야 하고/하거나 충분한 세라믹 벽 물질이 튜브의 돌출단에 가깝게 용해되도록 해야 한다. 반면, 튜브의 벽 두께는 너무 두꺼워서는 안되는데, 왜냐하면 기밀 실을 생성하기 위해 튜브를 용해하는 것이 상대적으로 많은 시간이 걸리기 때문이며, 이는 또한 기밀 실을 형성하는 동안 튜브를 손상시킬 수 있는 상대적으로 높은 온도 스트레인을 야기하고/야기하거나 이온화가능 필링의 너무 큰 확장을 야기할 수 있다. 바람직하게는, 벽 두께는 튜브의 실질적인 반경이어야 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 세라믹 튜브를 포함하는 방전관은 사출성형(injection molding)으로 구성될 수 있다. 사출성형 프로세스는 방전관을 생성할 수 있고, 따라서 세라믹 튜브는 방전관의 세라믹 벽의 중요 부분(integral part)이다. 또한, 방전관의 생성 프로세스는 간략화될 수 있으며, 벽과 튜브 사이의 연결은 매우 강하다.

다른 바람직한 실시예에 있어서, 튜브의 물질은 금속이다. 금속 튜브를 사용함으로써, 튜브를 실링하는데 요구되는 시간은 세라믹 튜브를 사용하는 경우보다 짧다. 튜브에 사용되는 물질은, 예를 들어 MO(molybdenum; 몰리브덴) 또는 MO-합금일 수 있으나, 바람직하게는 튜브에 사용되는 물질은 Ir(iridium; 이리듐)을 포함하는, 바람직하게는 95% 이상의 이리듐을 포함하는 합금이다. 실질적으로 이리듐을 포함하는 금속 튜브를 사용함으로써 좋은 결과가 구해진다.

바람직한 실시예에 있어서, 금속 튜브는 방전관의 세라믹 벽의 외부 표면으로부터 적어도 0.5mm 떨어져 돌출된다. 세라믹 관의 표면 밖의 금속 튜브의 길이는 매우 작을 수 있으며, 이는 실링 동작이 상대적으로 짧기 때문이고, 따라서 실링 동작이 행해지는 동안 세라믹 벽의 온도 증가가 제한된다.

바람직하게, 금속 튜브의 내부 지름은 0.25mm에서 0.4mm 사이이며, 금속 튜브의 벽 두께는 0.075mm에서 0.2mm 사이이다. 실험적으로, 이러한 수치가 양호한 결과를 제공한다는 것이 알려졌다.

바람직한 실시예에 있어서, 튜브는 세라믹 벽의 내부 표면에서 방전관으로 돌출되며, 따라서 튜브의 단은 방전관 안으로 약간 확장된다. 따라서, 방전관의 세라믹 벽과 튜브 사이의 강하고 기밀한 연결이 쉽게 행해질 수 있다는 것이 알려졌다.

바람직한 실시예에 있어서, 튜브의 기밀 실은 튜브의 용해 물질을 형성한다. 이러한 프로세스에 있어서, 튜브의 돌출단은 짧은 시간 동안, 상대적으로 간단한 프로세스인 레이저 방사를 사용하여 가열될 수 있으며, 이는 프릿(frit)과 같은 어떠한 추가의 물질도 요구하지 않는다. 방사 시간은 튜브의 물질, 튜브의 크기 및 레이저빔의 세기에 종속한다.

다른 바람직한 실시예에 있어서, 기밀 실은 튜브에 실링된 마개를 포함하며, 바람직하게는 마개의 물질은 튜브의 물질과 동일하다. 이러한 실시예의 장점은 마개의 사용이 기밀 실을 생성하기 위해 실링되어야만 하는 면적을 상당히 감소시킨다는 것이다. 마개가 튜브의 돌출단에 사용되는 경우, 마개와 튜브 사이의 접촉면만이 실링되어야 한다. 일반적으로, 이는 더 적은 시간 및 더 적은, 용해되어야하는 물질을 요구한다.

마개는 바람직하게는 T 모양이며, 다른 바람직한 실시예에 있어서 원뿔 모양이고, 다른 바람직한 실시예에 있어서는 둥근 모양이다. T 모양의 마개를 사용하는 경우의 장점은 마개를 사용할 때 마개가 방전관으로 들어갈 수 없다는 것이다. 원뿔 모양을 사용하는 경우의 장점은 튜브의 돌출단의 크기의 오차가 덜 정확할 수 있다는 것이다. 실질적으로 둥근 모양을 사용하는 경우의 장점은 튜브의 돌출단에 마개를 위치시키기 위해 배치 도구를 사용하는 경우, 둥근 모양의 마개는 배치 도구에 의해 쉽게 집어져서(picked) 위치된다는 점이다.

바람직하게는, 추가의 물질을 사용하지 않고, 마개가 튜브에 직접적으로 용해된다. 마개를 튜브에 용해함으로써, 실링 프릿의 사용이 방지된다. 돌출된 튜브는, 방전관의 나머지의 온도의 증가가 제한되는 동안, 예를 들어 레이저빔으로 짧은 방사 동작을 사용하여 마개가 튜브의 돌출단에 직접적으로 용해될 수 있도록 한다.

버너에서 방전 프로세스를 시작하기 위해, 두 개의 전극 사이에서 상대적으로 높은 전압(버너에서 방전 프로세스를 유지하기 위해 요구되는 전압보다 훨씬 높은 전압)이 요구된다. 전극 사이의 거리가 짧은 경우, 방전 프로세스는 낮은 전압을 사용함으로써 시작될 수 있다. 이러한 목적으로, 두 개의 주요 전극 사이의 거리보다 두 개의 주요 전극 중 하나에 가깝게 위치된 제3 전극인, 소위 시작 전극(starting electrode)이 사용될 수 있다. 결과적으로, 방전 프로세스는 주요 전극 중 하나와 시작 전극 사이에서 상대적으로 작은 전압에 의해서 시작될 수 있고, 그 후에 방전 프로세스는 두 개의 주요 전극 사이에서 유지될 수 있으며, 이 단계에서 시작 전극은 스위치 오프된다.

바람직한 실시예에 있어서, 이러한 시작 전극은 튜브를 통해 삽입되며, 따라서 시작 전극의 단은 두 개의 주요 전극 중 하나에 가깝게 위치된다. 또한, 전류 공급 컨덕터는 튜브를 통과하고, 튜브는 튜브의 물질 및 컨덕터의 물질을 용해함으로써 실링될 수 있다.

본 발명은 방전 공간을 실질적으로 기밀 방식으로 둘러싸는 방전관을 포함하는, 금속 할라이드 램프를 위한 세라믹 버너를 제조하는 방법으로서, 방전관은 두 개의 단부를 포함하는 세라믹 벽을 포함하고, 컨덕터는 방전을 유지하기 위해 방전 공간에 배치되는 각각의 전극에 전류를 공급하도록 단부에 임베디드되며, 이온화가능 필링은 세라믹 버너의 벽 상의 개구를 통해 방전관이 전달되는 하나 이상의 할라이드를 포함하고, 방전관의 세라믹 벽은 방전관으로 이온화가능 필링을 전달하기 위한 튜브 - 방전관의 세라믹 벽 밖으로 돌출되고 방전관이 채워진 후에 기밀하게 실링됨 - 를 가지는 세라믹 버너를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 7개의 개략적인 도면을 포함하는 도면을 참조하여 세라믹 벽으로 둘러싸인 방전관을 포함하는, 금속 할라이드 램프를 위한 세라믹 버너의 일부 실시예의 설명을 이용하여 더욱 명료하게 설명될 것이다.

도 1 내지 도 3은 원통형 방전관을 가지는 세라믹 버너의 세가지 실시예의 단면도.

도 4는 시작 전극을 가지는 세라믹 버너의 일 실시예의 단면도.

도 5 및 도 6은 공모양의 방전관을 가지는 세라믹 버너의 두 개의 실시예의 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 세라믹 금속 할라이드 램프를 도시하는 도면.

개략적인 도면은 실제 크기로 도시되지 않았다. 특히 명료함을 위해, 일부 치수는 매우 확대되었다. 다른 도면의 유사한 부분은 동일한 참조번호로 지시된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따르는, 방전 공간(discharge space; 24)을 둘러싸는 원통형의 방전관(discharge vessel; 20)을 가지는 세라믹 버너(bunner)의 실시예를 도시한다. 방전관(20)은 산화알루미늄(Al₂O₃)과 같은 세라믹 물질로 실질적으로 구성된다. 방전관(20)은 튜브형 벽(tubular wall; 30) 및 두 개의 단부(end portion; 41, 42)를 포함하며, 단부(41, 42)에 전류 공급 컨덕터(51, 52)가 임베디드(embedded)되어, 방전 공간(24)으로 연장된다. 전류 공급 컨덕터(51, 52) 는 방전관(20)의 세라믹 물질에 직접적으로 소결되는(sintered) 로드(rod; 51, 52)에 의해서 형성되므로, 실(seal)이 생성된다. 방전관(20) 안에서, 전극(53, 54)이 각각의 전류 공급 컨덕터(51, 52)에 연결된다. 전극(53, 54)은 텅스텐으로 구성된다. 전류 공급 컨덕터(51, 52)는 방전 공간(24)에서 발광 방전 프로세스(light emitting discharge process)를 시작하고 유지하기 위한 전극(53, 54)에 전력을 공급하도록 각각의 전극(53, 54)에 연결된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 있어서, 방전관(20)의 하나의 단부(41) 및 튜브형 벽(30)은 방전관(20)의 고체부분으로 구성된다. 방전관(20)의 다른 단부(42)는 세라믹 단마개(end-plug; 32)를 포함하며, 단마개(32)는 튜브형 벽(30)의 세라믹 물질로 소결된다. 단마개(32)는 세라믹 벽(30)의 물질과 동일한 세라믹 물질로 구성될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 세라믹 버너는 방전관(20)의 세라믹 벽(30)의 외부 표면으로부터 떨어져 돌출된 튜브(60, 62, 64)를 더 포함한다. 이온화가능 필링(filling)은 세라믹 버너가 제조되는 동안 튜브(60, 62, 64)를 통해 방전관(20)에 도입된다(introduced into). 이온화가능 필링이 도입된 후, 튜브(60, 62, 64)가 그 돌출단에 기밀하게(gastight) 실링(seal)된다. 기밀 실(gastight seal; 70, 72, 74)은 튜브(도 1; 60)의 단부의 물질을 용해함으로써 구성될 수 있거나, 튜브(도 2 및 도 3; 62, 64)의 돌출단에 마개(plug; 72,74)를 맞춤으로서 구성될 수 있다. 기밀 실(70,72, 42)을 형성하기 위해, 튜브(60,62,64) 및, 존재하는 경우 마개(72, 74)가 가열되고, 이러한 가열 동작은 튜브(60, 62, 64)의 돌출단만을 가열 하는 것에 한정될 수 있다. 기밀 실(70,72,74)과 방전관(20)의 세라믹 벽(30) 간의 거리로 인해, 방전관(20)의 나머지의 온도 증가가 제한되는 동안, 튜브(60, 62, 64)가 실링될 수 있다. 방전관(20)의 온도 증가를 제한하는 것은 세라믹 벽(30)의 물질에 상대적으로 작은 온도 변화도(gradient)를 만들며, 이는 방전관(20)의 세라믹 물질에 크랙(crack)을 방지할 것이다.

또한, 이온화가능 필링의 부분이 방전관(20) 밖으로 넘치는 것을 방지하기 위해, 방전관(20)에서의 이온화가능 필링의 온도는 방전관이 완전히 실링되기 전까지 특정 값을 초과할 수 없다. 튜브(60, 62, 64)를 사용하는 다른 장점은 세라믹 버너를 생성하기 위한 프로세싱 시간을 줄이며 튜브(60, 62, 64)의 돌출단의 부분 가열이 상대적으로 짧은 시간에 행해질 수 있다는 점이다.

도 1은 금속 할라이드 램프의 세라믹 버너의 일 실시예를 도시하며, 튜브를 실링하기 위해 돌출 튜브(60)의 물질(70)의 부분이 용해된다. 이러한 실시예에 있어서, 튜브(60)는 방전관(20)의 세라믹 벽(30)에 고정된 개별 부분이다. 가열 동작은 레이저빔의 방사를 이용하여 일어날 수 있으며, 튜브의 물질(70)이 용해되는 경우, 튜브(60)는 자동으로 밀폐될 것이다.

도 2는 세라믹 버너의 일 실시예를 도시하며, 튜브(62)는 또한 방전관(20)의 세라믹 벽(30)의 내부 표면으로부터 떨어져 돌출되므로 튜브(62)의 단은 방전 공간(24)으로 약간 연장된다. 튜브(62)가 벽(30)의 외부로 연장되고, 방전관(20)을 밀폐하는 기밀 실을 생성하기 위한 마개(72)가 제공된다. 마개(72)를 부분적으로 가열하고 튜브(62)의 돌출단을 부분적으로 가열함으로써, 마개(72)는 튜브(62)의 돌출단에 융합된다(fused). 도 2에 도시된 실시예에 있어서, 마개(72)는 T 모양 마개이며, 바람직하게는 마개는 튜브(62)의 물질과 동일한 물질로 구성된다.

도 3은 세라믹 버너의 실시예를 도시하며, 튜브(64)는 세라믹 벽(30)의 중요 부분을 형성한다. 이러한 실시예에 있어서, 방전관(20)은 (본 기술분야에 잘 알려진) 사출성형 프로세스(injection molding process)에 의해 생성되고, 튜브(64)는 방전관(20)의 사출성형 동작에서 생성된다. 튜브(64)의 돌출단은, 모양이 공, 타원체 등일 수 있는 실질적으로 둥근 모양을 가지는 마개(74)를 가진다. 둥근 모양으로 인해, 튜브(64)의 돌출단 상에서의 마개(74)의 방향(orentation)은 실질적으로 중요하지 않으며, 마개(74)의 배치 동작을 간략하게 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 튜브(64)의 단부의 내부 표면은 원뿔로 구성될 수 있으며, 따라서 도 3에 도시된 것보다 작은 둥근 마개(74)가 튜브(64)의 단부로 삽입될 수 있다. 마개(74)는 튜브(64)와 실질적으로 동일한 물질로 구성될 수 있으며, 따라서 마개(74)를 부분적으로 가열하거나 튜브(64)의 돌출단을 부분적으로 가열하는 경우, 마개(74)의 물질 및 튜브(64)의 물질이 함께 용해될 것이다. 가열 동작은 화살표(90)로 표시되는 레이져빔을 이용하는, 튜브(63)의 돌출단의 방사를 이용하여 일어날 수 있다.

도 4는 세라믹 버너의 다른 실시예를 도시하며, 튜브(65)가 방전관(20)의 벽(30)에 고정되고, 방전 공간(24)이 튜브(65)를 통해 이온화가능 필링으로 채워진 후, 전류 공급 컨덕터(67)가 튜브(65)에 삽입된다. 컨덕터(67)는 튜브(65)를 밀폐하고 실링하는 것을 제공한다. 전류 공급 컨덕터(67)는 방전 공간(24)으로 연장되 어 시작 전극(starting electrode; 69)에 연결된다. 방전 공간(24)에서 방전 공간(24)에 방전을 일으키는 방전 프로세스를 시작하는 경우, 시작 전압이 전극(53) 및 시작 전극(69) 사이에 존재한다. 방전 프로세스가 시작된 후에, 방전 프로세스를 유지하기 위해 필요한 전압은 전극(53, 54)에 적용되고, 시작 전극(69)은 스위치 오프된다. 시작 전극(69)이 다른 전극(54) 보다는 전극(53)에 더 가깝게 위치되기 때문에, 방전 공간(24)에서의 방전 프로세스는 상대적으로 낮은 전압으로 초기화될 수 있으며, 이러한 전압은 도 1 내지 도 3에 도시된 버너에서 방전 프로세스를 시작하기 위한 전압보다 훨씬 낮다.

도 5 및 도 6은 작은 버너를 만들 수 있는 공모양의 방전관(22)을 가지는 세라믹 버너의 두 개의 실시예를 도시한다. 이러한 공모양의 방전관(22)을 사용하는 경우, 세라믹 금속 할라이드 램프의 크기는 상대적으로 작을 수 있다. 방전관(22)은 실질적으로 공모양이거나 타원모양일 수 있다. 공모양이기 때문에, 버너가 동작하는 동안, 방전관(20)의 세라믹 벽(30)에서의 온도 변화도가 상대적으로 작다.

도 5는 각각이 단마개(32)를 포함하는 단부(41, 42)를 포함하는 세라믹 버너의 일 실시예를 도시한다. 전류 공급 컨덕터(51, 52)는 각각의 단마개(32)에 임베디드되고, 따라서 전류 공급 컨덕터(51,52)는 단마개(32)에 직접적으로 소결될 수 있다. 방전관(22)은 (도면에 점선으로 표시되는) 두 개의 다른 부분(22A, 22B)을 포함한다. 방전관의 왼쪽 부분(22A)은 기밀 실(76)을 가지는 튜브(66)를 포함한다. 두 개의 다른 부분(22A, 22B)의 각각은 본 기술분야에 잘 알려진 사출성형 프 로세스에 의해 생성될 수 있다. 상기 프로세스에서, 튜브(66)는 방전관의 왼쪽 부분(22A)의 중요 부분으로 형성된다. 방전관(22)의 두 개의 다른 부분(22A, 22B)은 소결 프로세스를 이용하여 함께 결합된다. 튜브(66)의 돌출단에서 기밀 실(76)은 튜브(66)의 용해 물질에 의해, 예를 들어 레이저빔으로 돌출단을 방사함으로써 생성된다. 레이저빔을 사용하는 대신에, 풀(glue)이 튜브를 밀폐시키기 위해 사용될 수 있다. 튜브(66)의 위치는 단부(41, 42) 사이의 실질적으로 중간이다.

도 6은 세라믹 버너의 일 실시예를 도시하며, 튜브(68)는 방전관(22)의 세라믹 벽(30)에 고정된다. 튜브(68)의 돌출단은 마개(78)를 가지며, 이러한 마개(78)는 기밀 실을 생성하기 위해 튜브(78)에 용해된다. 튜브(68) 및 마개(78)는 동일한 물질로 구성된다. 마개(78)는 원뿔모양이며 튜브(68)의 끝에 딱 맞는다. 튜브(68)의 위치는 단부(41, 42) 사이의 중간이다. 방전관(22)은 (도면에서 점선의 양 측에) 두 개의 실질적으로 동일한 부분(22C)을 포함한다. 각각의 부분(22C)은 사출성형 프로세스 또는 압출성형 프로세스를 이용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 실질적으로 동일한 부분(22C)은 알루미늄산화물로 구성되며, 부분(22C)은 방전관(22)을 형성하기 위해 소결 프로세스를 이용하여 기밀 결합된다.

다른 실시예로서, 두 개의 동일한 부분(22C)의 각각은 튜브(68)의 반을 포함할 수 있으며, 따라서 부분(22C) 및 튜브(68)의 반은 방전관(22)의 중요 부분을 형성하고, 반쪽 튜브를 포함하는 두 개의 부분(22C)은 소결 동작에 의해 함께 고정될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 단일 몰드(mould)는 방전관(22)의 양 부분(22C)를 생성하도록 요구된다.

튜브(60, 62, 65, 68)의 물질은 세라믹 물질이거나 금속일 수 있다. 대응하는 마개(72, 74, 78)는 동일하거나 유사한 물질로 구성된다. 바람직하게는, 세라믹 물질은 방전관(20)의 벽(30)의 물질과 동일하거나 유사하다. 금속 튜브는 이리듐(iridium) 또는 몰리브덴(molybdenum)으로 구성될 수 있다. 세라믹 벽(30)과 실링된 연결을 구하기 위해, 튜브(60, 62, 65, 68)는 방전관(20)의 세라믹 벽(30)의 구멍(bore)에 소결된다. 금속 튜브(60, 62, 65, 68)의 케이스에 있어서, 튜브 및 벽(30)은 축소됨으로써(shrinking) 결합될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 세라믹 금속 할라이드 램프를 도시한다. 세라믹 금속 할라이드 램프는 접속부재(connection member; 81)에 연결된 투명한 바깥 전구(80)를 포함하며, 접속부재(81)는 램프 홀더에 나사로 고정된다. 투명한 바깥 전구(80)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 세라믹 버너(82)이다. 버너(82)는 버너(82)가 외부 전구(80) 내의 사전정의된 위치에 있도록 하는 두 개의 금속 도선(conducting wire; 83, 84)을 이용하여 접속부재(81)에 연결된다. 도선(83, 84)은 세라믹 버너(82)의 두 개의 컨덕터(51, 52)에 연결된다. 금속 조각(metal strip; 85)이 도선(84)과 컨덕터(52) 사이에 존재하며, 따라서 전자 전류가 접속부재(81)로부터 버너(82) 내부 전극으로 공급될 수 있다.

기술된 실시예들은 본 발명에 따르는 세라믹 버너의 예시일 뿐이며, 많은 다른 실시예들이 가능하다.

Claims

실질적으로 기밀 방식(gastight manner)으로 방전 공간(discharge space)을 둘러싸고 하나 이상의 할라이드를 포함하는 이온화가능 필링을 가지는 방전관(discharge vessel)을 포함하는, 금속 할라이드 램프(metal halide lamp)를 위한 세라믹 버너로서,

상기 방전관은 두 개의 단부(end portion)를 포함하는 세라믹 벽을 포함하고,

컨덕터는 방전을 유지하기 위해 상기 방전 공간에 배치되는 각각의 전극에 전류를 공급하도록 각각의 상기 단부에 임베디드(embedded)되며,

상기 방전관의 상기 세라믹 벽은, 상기 세라믹 버너를 제조하는 동안 상기 방전관으로 이온화가능 필링을 도입하기(introducing) 위해, 상기 방전관의 상기 세라믹 벽 밖으로 돌출되고 기밀하게(gastight) 실링되는 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제1항에 있어서,

상기 튜브는 세라믹 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제2항에 있어서,

상기 튜브의 상기 물질은 상기 방전관의 상기 세라믹 벽과 실질적으로 동일 한 세라믹 물질인 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 튜브는 상기 방전관의 상기 세라믹 벽의 외부 표면으로부터 떨어져 0.5mm보다 많이, 바람직하게는 1mm보다 많이 돌출된 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 튜브의 내부 지름은 0.25mm에서 0.4mm 사이이고, 상기 튜브의 상기 벽 두께는 0.15mm에서 0.25mm 사이인 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 튜브를 포함하는 상기 방전관은 사출성형(injection molding)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제1항에 있어서,

상기 튜브의 상기 물질은 금속인 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제7항에 있어서,

상기 튜브의 상기 물질은 이리듐(iridium)을 포함하는 합금이고, 바람직하게 는 95% 이상의 이리듐을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 금속 튜브는 상기 방전관의 상기 세라믹 벽의 외부 표면으로부터 떨어져 적어도 0.5mm 돌출되는 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 금속 튜브의 내부 지름이 0.25mm에서 0.4mm 사이이고, 상기 금속 튜브의 벽 두께가 0.075mm에서 0.2mm 사이인 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 튜브는 상기 세라믹 벽의 내부 표면으로부터 상기 방전관으로 돌출된 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 튜브의 기밀 실(gastight seal)은 상기 튜브의 용해 물질(molten material)로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기밀 실은 상기 튜브에 실링된 마개(plug)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

시작 전극(starting electrode)이 상기 튜브 안으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 세라믹 버너.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따르는 세라믹 버너를 포함하는 세라믹 금속 할라이드 램프.
방전 공간을 실질적으로 기밀 방식으로 둘러싸는 방전관을 포함하는, 금속 할라이드 램프를 위한 세라믹 버너를 제조하는 방법으로서,

상기 방전관은 두 개의 단부를 포함하는 세라믹 벽을 포함하고,

컨덕터는 방전을 유지하기 위해 상기 방전 공간에 배치되는 각각의 전극에 전류를 공급하도록 상기 단부에 임베디드되며,

이온화가능 필링은 상기 세라믹 버너의 상기 벽 상의 개구를 통해 상기 방전관으로 도입되는 하나 이상의 할라이드를 포함하고,

상기 방전관의 상기 세라믹 벽은, 상기 방전관으로 이온화가능 필링을 도입하기 위해, 상기 방전관의 상기 세라믹 벽 밖으로 돌출되고 상기 방전관이 채워진 후에 기밀하게 실링된 튜브를 가지는 것을 특징으로 하는 세라믹 버너를 제조하는 방법.