KR20100004961U - 외부전극 자외선램프 및 램프장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자외선램프와 그 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종의 자외선 장치에 내장되어 자외선을 발생시키는 자외선램프와 자외선램프를 제어 할 수 있는 장치에 관한 것으로 고안에 따른 자외선램프는 외부 전극 자외선램프를 복수개의 다발로 묶어 각각의 전극을 출력제어 장치가 포함된 단일 전원에 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.

외부전극자외선램프, 살균장치, 인버터

Description

외부전극 자외선램프 및 램프장치 {External Electrode Ultraviolet Lamp and lamp device}

본 고안은 자외선램프와 그 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종의 자외선 장치에 내장되어 자외선을 발생시키는 자외선램프와 자외선램프를 제어 할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 살균용으로 사용되는 자외선램프는 열음극방전방식과 냉음극방전방식이 사용되고 있으며 현재는 열음극 방전방식의 램프가 일반적으로 널리 사용되고 있다.

종래의 열음극 방전 방식의 자외선램프의 구조와 원리를 도 1을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 실제로 자외선램프 기구는 자외선램프 글로 램프 및 안정기 3부분이 전기적으로 서로 연결되어 구성되며 자외선램프는 원통형의 긴 유리관(120)에 양측단 전극부(110)에 필라멘트가 설치되어져 있는 형태이다.

전원을 인가하면 전원전압은 글로 램프(130)에 인가되고 글로 램프의 전극갭의 방 전과 가동전극(132)의 가열로 램프의 폐회로가 완성된다. 완성된 폐회로에서 자외선램프(111)의 필라멘트에 전류가 흘러 가열되면 열전자가 방출되고 수은가스와의 반응을 통해 자외선이 발생된다. 이때 방전이 시작되면 관전류가 점점 증가하여 전극이 파괴됨으로 전류를 어느 값 이하로 제한하기 위하여 안정기(140)가 별도로 연결되어 사용되어진다.

이런 형태의 기존 열음극방전 방식의 자외선 살균 램프는 저온에서는 그 효율이 현저하게 저하되어, 대략 영하 18°이하에서는 점등이 되지 않거나 10% 이하의 저효율로 동작하게 되면 시동할 때 예열, 전자나 이온 충격을 강하게 받기 때문에 램프의 수명은 점멸빈도에 따라 영향을 받아 점차 짧아지고 이런 특성은 장치의 유지관리에 많은 시간과 노력이 필요로 하게 된다. 또한 자외선램프에서 발생하는 열에 의한 램프의 성능을 저하와 대상물에 대한 열손상이 발생하는 문제가 있으며 제어를 통한 자외선량의 조절이 불가능 하다는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 저온 동작으로 대상물의 열 손상을 방지 할 수 있으며, 복수 병렬 및 다발 형태의 사용과 자외선량의 조절로 다양한 환경에서 보다 높은 효율로 자외선 장치의 신뢰도와 안전성을 제공할 수 있는 자외선램프와 제어 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 자외선램프는 방전기체가 주입되어 봉입되는 유리관과 상기 유리관의 양측단에 배치되는 외부 전극으로 구성되며 상기 외부 전극 자외선램프를 복수개의 다발로 묶어 각각의 전극을 출력전압 제어 장치가 포함된 단일 전원 즉 1개의 인버터에 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복수개의 외부 전극 자외선램프를 클램프와 같은 고정 수단에 의해 다발로 고정될 수 있으며, 상기 복수개의 다발로 된 외부 전극 자외선램프는 하나 또는 적어도 2개 이상의 다중관 형태의 투명 덮개에 삽입되어 설치 될 수도 있다.

또한 상기 외부 전극 자외선램프를 구동하는 인버터로 출력전압의 과전압 보호 및 무부하 보호, 램프의 자외선 발생량을 조절하는 기능을 포함 할 수도 있다.

따라서 상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 외부 전극 자외선램프에 의하면, 적어도 2개 이상의 외부 전극 자외선램프를 다발 형태로 병렬로 연결 배치하고, 적어도 두 개 이상의 관형태의 투명 덮개 내에 삽입한 램프와, 상기 램프를 제어 하는 컨트롤러와 인버터로 보다 높은 효율과 신뢰성을 가진 자외선 발생장치로 다양한 환경 (냉동실, 냉동 창고 등과 같은 저온 환경 영하 18°이하)에서도 그 효율이 그대로 유지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 고안의 또 다른 실시예에 따라 복수개의 외부전극 자외선램프를 묶은 다발 형태의 외부전극 자외선램프(200)를 나타내는 개략적인 사시도로서, 외부 전극(212)을 갖는 자외선램프 (External Electrode Fluorescent Lamp)를 다발 형태로 사용한 것으로 여기서, 상기한 외부 전극 자외선램프는 직경이 수 mm인 실린더형 유리관(211)과 상기 유리관(211)의 양단부를 감싸도록 형성된 외부 전극(212)을 포함하는데, 불활성 기체 등으로 이루어진 방전가스(discharge gas)가 주입된 후 양단부가 밀봉된다. 이러한 외부 전극 자외선램프는 일반 자외선램프보다 수명이 매우 길고, 효율이 높으며, 병렬 구동 방식이어서 1개의 안정기로 다수의 램프 점등이 가능한 장점이 있다. 또한, 상기 외부 전극(212)은 전기저항이 적은 도전성 재료, 예를 들면 알루미늄, 은, 구리 등으로 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 유리관(211)의 양단부를 감싸도록 형성된 외부 전 극(212)을 포함하는 외부 전극 자외선램프가 3개의 병렬 형태로 묶여져 사용되고 있다. 물론, 본 도면에서는 3개의 자외선램프가 묶여져 있으나, 본 고안에서는 2개나 4개 또는 그 이상도 가능하며 그 수에 제한되는 것은 아니다. 또한, 복수개의 외부 전극 자외선램프(200)를 묶는 수단으로서는 클램프 등의 고정 수단이나 다른 접착 수단을 이용할 수 있음은 물론이다. 아울러, 본 도면 에서는 직관형태의 자외선램프를 다발로 형성하고 있으나, 절곡형 또는 구형의 자외선램프 등도 다발로 형성할 수 있으며, 본 고안에서는 그 형상에 제한되는 것은 아니다.

도 3은 본 고안의 또 다른 실시예에 따라 도 2에 도시된 다발형태의 외부전극 자외선램프를 전기적으로 연결한 배선 예시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 외부 전극 자외선램프를 다발 형태의 병렬로 연결된 외부 전극 자외선램프(200)를 제어장치를 포함한 하나의 인버터(320)를 통해 단일 전원에 연결되어 있다. 이와 같이, 3개의 외부 전극 자외선램프를 다발 형태로 묶어 단일 전원에 연결하여 사용함으로써, 영하 18°이하의 저온에서도 효율적으로 작동될 수 있을 뿐만 아니라, 그 외부 배선 구조도 최소화 및 단순화되어 시공 및 설치 등이 간단한 장점이 있다.

램프를 구동하는 전원 공급 장치인 제어장치를 포함한 인버터(320)는 크게 스위칭 방식의 인버터와 LC 공진형 인버터 등으로 나누어질 수 있는데, 고출력을 목적으로 다수의 외부 전극 자외선램프를 단일 인버터로 구동하는 경우는 스위칭 방식의 인 버터를 통하여 구형파 전원을 인가하며, 저전력 소비를 목적으로 단일 자외선램프나 수개의 자외선램프를 구동하는 경우는 LC 공진형 인버터를 통하여 정현파 전원을 인가한다.

본 고안에서는 이러한 인버터의 종류에 제한되는 것은 아니나 인버터 의 출력 전압 제어부와 휘도 조정 장치를 포함할 수도 있다.

도 4는 본 고안의 또 다른 실시 예에 따라 다발형태의 외부 전극 자외선 램프를 투명 덮개로 덮은 개략적인 단면도이고, 도 5는 도 4의 자외선램프를 다중 클램프 및 단일 전극을 이용하여 전원에 연결한 예시도를 나타내는 것으로 설명의 편의상 함께 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 외부 전극 자외선램프(200)는 하나 또는 2개 이상의 다중관 형태의 투명 덮개(420)(421)내에 삽입되어져 있다. 여기서, 상기한 투명 덮개는 투명 재질이 바람직하나 반투명의 재질도 사용될 수 있다. 또한, 그 재질은 석영, 유리, 수지, 플라스틱, 폴리에스테르 등일 수 있으나, 자외선 투과성을 갖는 것이라면, 그 재질에 제한되는 것은 아니다. 이와 같이, 적어도 2개 이상의 외부 전극 자외선 램프를 한 묶음으로 배열한 후에 투명 덮개(420)(421) 내에 삽입되어져 있음으로 외부의 온도가 영하 18°이하의 저온일지라도 실온에서와 같은 동작 특성을 가질 수가 있게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 투명 덮개(420)(421) 내에 삽입되어져 있는 다발형태의 외부 전극 자외선 램프(200)는 클램프(513)에 의해 고정되어지고 각각의 외부 전극(212)은 단일 전극(310)으로 연결되어 제어장치를 포함한 하나의 인버터(320) 를 통해 전기적으로 연결되어 외부 환경이 저온일지라도 상온(常溫)에서와 같은 에너지 효율을 가질 수 있게 된다. 아울러, 도시된 예에서는 복수개의 자외선 램프를 묶는 수단으로서는 클램프(513)를 사용하지만, 상술한 바와 같이, 접착 수단 등을 이용하여 상호 접착하여 사용할 수 있으며, 본 고안은 그 묶는 수단에 제한되는 것은 아니다.

도 6은 본 고안의 실시예에 따라 자외선발생장치의 개략적인 블록 다이어그램으로써 인버터(320)와 제어장치(610) 자외선램프(200)로 이루어진다. 상기 인버터(320)은 외부전극 자외선 램프를 구동하기 위해서 대략 AC 1000V 이상의 고압이 필요하고 자외선장치의 용처에 따라 사용자 또는 운영자의 수동조작(제어장치)를 통해 인버터의 출력 전압을 조절함으로써 자외선 램프의 휘도조절로 자외선 발생량을 조절 할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 자외선램프와 글로램프의 점등 구조

도 2는 본 고안의 또 다른 실시예에 따라 복수개의 외부전극 자외선램프를 묶은 다발 형태의 외부전극 자외선램프

도 3은 본 고안의 또 다른 실시예에 따라 도 2에 도시된 다발형태의 외부전극 자외선램프를 전기적으로 연결한 배선 예시도

도 4는 본 고안의 또 다른 실시 예에 따라 다발형태의 외부 전극 자외선 램프를 투명 덮개로 덮은 개략적인 단면도

도 5는 도 4의 자외선램프를 다중 클램프 및 단일 전극을 이용하여 전원에 연결한 예시도

도 6은 본 고안의 실시예에 따라 자외선발생장치의 개략적인 블록 다이어그램

Claims (4)

1. 방전 기체가 주입되어 봉입되는 유리관과, 상기 유리관의 양측단에 외부에 배치되는 전극으로 이루어지는 자외선램프에 있어서, 상기 자외선램프의 출력 상승을 위하여 복수개의 다발로 묶어 하나의 인버터를 통해 단일 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 자외선램프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 자외선램프는 클램프에 의해 다발로 고정되는 것을 특징으로 하는 자외선램프.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 다발로된 자외선램프는 적어도 하나 이상의 관 형태의 투명 또는 반투명 덮개에 삽입되어 설치되는 것을 특징으로 하는 자외선램프.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 자외선램프의 구동 방법에 있어서 사용자 또는 운영자가 인버터의 출력 전압을 제어함으로 자외선 출력량을 제어 하도록 하는 것을 특징으로 자외선 장치.

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