KR20150023173A - Electrodeless discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방전가스 및 수은이 봉입된 방전관에 활성탄 성분을 봉입한 무전극 방전 램프에 관한 것이다.The present invention relates to an electrodeless discharge lamp in which an active carbon component is enclosed in a discharge tube filled with a discharge gas and mercury.
무전극 방전램프는 유도코일에 고주파 전류를 흐르게 하여 발생하는 고주파 전자계에 의해, 전구 내에 봉입된 방전가스를 여기(勵起)하고, 이때 방사된 자외선이 형광체 재료에 의해 가시광으로 변환되도록 되어 있다. The electrodeless discharge lamp excites a discharge gas enclosed in a bulb by a high frequency electromagnetic field generated by flowing a high frequency current through an induction coil, and the emitted ultraviolet rays are converted into visible light by the fluorescent material.
무전극 방전램프장치는 내부에 전극을 갖지 않는 구조로 되어 있기 때문에, 전극의 열화(劣化)에 의한 부점등이 없고, 일반 형광등에 비하여 수명이 길다.Since the electrodeless discharge lamp device has a structure in which no electrode is provided therein, there is no negative light due to deterioration of the electrode, and the life span is longer than that of a general fluorescent lamp.
예를 들면, 특허공개 평7-272688호 공보 또는 실용신안공개 평6-5006호 공보에 개시된 무전극 방전램프에서는, 수은증기의 공급원으로서 비스무트-인듐-수은아말감(bismuth-indum-mercury amalgam)을 사용하고 있다. 이 아말감은 그것을 사용하는 것에 의해 주위 온도가 넓은 범위로 변화하더라도, 무전극 방전램프에서 안정되고 높은 광출력을 얻을 수 있다는 장점이 있다.For example, in the electrodeless discharge lamp disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-272688 or Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 6-5006, a bismuth-indium-mercury amalgam is used as a source of mercury vapor I am using it. This amalgam has the advantage of being able to obtain stable and high light output in the electrodeless discharge lamp even if the ambient temperature changes to a wide range by using it.
그러나 상기와 같은 수은의 사용으로 인해 환경에 악 영향이 발생되고 있어 수은의 사용량을 줄이거나 대체할 필요성이 대두 되었다.However, since the use of mercury as described above is adversely affecting the environment, there is a need to reduce or replace the amount of mercury used.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로 써, 수은의 사용량을 줄이거나 대체하기 위해 무전극 램프에 활성탄 성분을 봉입하는 것을 제안하고, 또한 램프의 광속 및 발광효율 성능을 유지할 수 있도록 램프의 방전관내에 봉입될 적절한 활성탄의 양을 제안하고자 한다. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is proposed to enclose an activated carbon component in an electrodeless lamp in order to reduce or replace the amount of mercury used. In addition, The amount of activated carbon to be sealed in the discharge tube of the present invention is proposed.
본 발명에 따른 무전극 방전램프는, 내면에 형광체막이 도포되고 방전가스 및 수은이 봉입된 방전관; 상기 방전관에 설치되는 페라이트 코어; 및 상기 페 라이트 코어에 권선된 유도코일;을 포함하여 이루어지고, 상기 방전관내에 활성탄 성분이 봉입되어 동작된다.An electrodeless discharge lamp according to the present invention includes: a discharge tube coated with a phosphor film on an inner surface thereof and filled with a discharge gas and mercury; A ferrite core installed in the discharge tube; And an induction coil wound around the ferrite core, wherein an activated carbon component is sealed in the discharge tube and operated.
상기 활성탄 성분은 활성탄 분말 형태로써 상기 방전관내에 봉입되며, 상기 수은의 중량에 대해 1 ~ 2배로 봉입된다.The activated carbon component is enclosed in the discharge tube in the form of activated carbon powder, and is filled with the mercury at a rate of 1 to 2 times the weight of the mercury.
본 발명에 의하면, 전극활성탄이 무전극 램프에 적용시 수은을 적게 사용하거나 사용하지 않는 무전극 램프의 생산이 가능하기에 LED와 더불어 친환경 조명기기로서 부각 될 수 있다.According to the present invention, it is possible to produce an electrodeless lamp in which the electrode activated carbon is used in a non-electrode lamp with little or no mercury, and thus can be regarded as an eco-friendly lighting device in addition to an LED.
또한 선진국의 무전극 램프의 기술보다 기술적 우위를 선점함으로써 막대한 수입 대체효과가 기대되며 고효율 조명기기로서 국가 에너지 절약차원에서 크게 기여 할 수 있다.In addition, it is expected to have a huge import substitution effect by preempting the technological advantage over the technology of the electrodeless lamp of advanced countries, and it can contribute to national energy saving as a high efficiency lighting device.
도 1은 본 발명 실시 예에 의한 무전극 방전램프의 동작 블럭도
도 2는 본 발명 실시 예에 있어서 램프(방전관)에 봉입되는 수은 중량 대비 봉입되는 활성탄의 중량에 따른 성능을 비교하기 위한 도표
도 3은 수은을 사용한 무전극 램프의 광속 유지율과 활성탄을 추가한 무전극 램프의 광속 유지율을 비교한 도표
도 4는 활성탄이 사용된 무전극 램프의 가속 수명 테스트 결과를 나타난 도표
도 5는 수은을 사용한 무전극 램프의 광속 측정의 예.
도 6은 활성탄을 사용한 무전극 램프의 광속 측정의 예.1 is an operation block diagram of an electrodeless discharge lamp according to an embodiment of the present invention
Fig. 2 is a graph for comparing the performance of the activated carbon filled with the mercury enclosed in the lamp (discharge tube)
3 is a graph comparing the luminous flux maintenance rate of the electrodeless lamp using mercury and the luminous flux maintenance rate of the electrodeless lamp to which activated carbon is added
4 is a graph showing the results of the accelerated life test of the electrodeless lamp using activated carbon
5 is an example of luminous flux measurement of an electrodeless lamp using mercury.
6 is an example of luminous flux measurement of an electrodeless lamp using activated carbon.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 실질적으로 동일한 내용에 대해서는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, substantially the same contents will not be described in detail.
또한 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. Also, when a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."
또한 어떤 구성 요소가 구비, 형성 또는 구성된다고 기재된 경우, 특별하게 정의를 내리지 않는 한 실질적으로 같은 의미로 해석되어야 할 것이다.Also, when it is stated that an element is formed, formed or constituted, it should be interpreted as substantially the same unless otherwise defined.
또한 본 발명에서의 활성탄은 탄소소재를 의미하는 것으로써, 본 발명의 실기 예에서는 탄소소재의 비율은 한정하지 않는다.In addition, since the activated carbon in the present invention means carbon material, the ratio of the carbon material in the practical example of the present invention is not limited.
또한 본 발명에서 기술되고 있는 방전램프 또는 램프는, 본 발명의 실시 예가 (방전) 램프의 구성요소인 방전관에 관한 것이기에 방전관을 염두에 두고 기술된 것으로 이해하도록 한다.It should also be understood that the discharge lamp or lamp described in the present invention is described with the discharge tube in mind, since the embodiment of the present invention relates to a discharge tube which is a component of the (discharge) lamp.
이하 각 도면을 인용하여 본 발명의 실시 예에 따른 기술적 사상을 설명한다.The technical idea according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the respective drawings.
도 1은 본 발명 실시 예에 의한 무전극 방전 램프의 동작 블럭도이다.1 is an operational block diagram of an electrodeless discharge lamp according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타난 바와 같이, 내면에 형광체막(미도시)이 도포되고 방전가스 및 수은(미도시)이 봉입된 방전관 (10)과; 상기 방전관에 설치되는 페라이트 코어 (20); 및 상기 페 라이트 코어에 권선된 유도코일 (21);을 포함하여 이루어지고, As shown in Fig. 1, a
상기 방전관내에 활성탄 성분(미도시)이 봉입되어 동작되는 무전극 방전램프의 블럭도이다.FIG. 2 is a block diagram of an electrodeless discharge lamp in which an activated carbon component (not shown) is sealed in the discharge tube.
또한 상기 방전관(10)에는 수은 아말감 주입구(23) 및 활성탄 주입구(24)가 구비될 수 있으며, 각 주입구에 수은(아말감) 또는 활성탄 분말이 채워진다.In addition, the
또한 상기 페라이트 코어 (20) 또는/및 코일(21)에 연결되는 고주파 전원(31)를 포함하는 점등장치(30)가 구성된다.A
부여하면, 투광성 재료로 형성되어 내부에 아르곤등의 가스에 의한 방전가스와 수은 수증기가 봉입된 루프 형상의 방전관(10)의 미리 정한 부분을 둘러싸는 형태로 배치되는 페라이트코어(20)와 각 페라이트코어에 각각 감겨진 유도코일(21)과 각 유도코일에 접속되어 고주파전류를 인가하는 고주파전원(31)을 포함한 점등 장치(30)를 포함하는 무전극 방전 램프이다.A
상기 도 1에 나타난 무전극 방전 램프에서는, 고주파전원(31)으로부터 수백 kHz의 고주파전류가 유도코일(21)에 인가되면, 전자기유도에 의해서 무전극 방전램프를 구성하는 방전관(10)의 내부에 발생하는 유도전계가 방전관 내부에 봉입된 방전가스에 작용해 방전이 발생해, 방전관의 내부에 존재하는 수은이 여기 상태가 되어 자외선이 발생한다. 즉 방전관 내에 전자가 가속되어 플라즈마가 발생하게 되며, 플라즈마에서 나온 자외선은 방전관내에 도포된 형광체를 자극하여 가시 광선을 방출하게 된다.In the electrodeless discharge lamp shown in FIG. 1, when a high frequency current of several hundreds kHz is applied from the high
상기와 같은 구성에서, 활성탄 주입구(24)를 통해 방전관에 활성탄 성분을 주입할 수 있다. 이때 상기 활성탄 성분은 활성탄 분말 형태로써 주입구(24)를 통해 상기 방전관내에 봉입되며, 이때 봉입되는 수은의 중량에 대해 1 ~ 2배로 봉입되는 것이 바람직하다.In such a configuration, the activated carbon component can be injected into the discharge tube through the activated
또한 상기 방전관 (10)은 일반적으로 복수 개로 구성되어 서로 조립상태로써 일체가 되며, 설명의 편의상 도 1에서의 상측에 있는 방전관을 제 1 방전관(11)으로 기술하며 상기 제 1 방전관에는 수은을 봉입하고, 도 1에서의 하측에 있는 방전관을 제 2 방전관(12)으로 기술하며 상기 제 2 방전관에는 활성탄분말을 봉입하도록 한다. 따라서 제 1 방전관에 봉입되는 수은 중량 (예를 들어 6mg)에 대해 제 2 방전관에 봉입되는 활성탄 분말 중량이 1-2배 (6-12mg)가 되는 것이 바람직하다.The
물론 제 1 방전관에 활성탄 분말을 봉입하고, 제 2 방전관에 수은을 봉입할 수도 있으며 동작에 따른 기술적 사상은 동일하다. 또한 각 성분들(수은, 활성탄분말)이 각 방전관(11,12)에 서로 믹싱되어 봉입될 수 있으나 수은 중량대비 활성탄 성분의 중량의 전체적인 차이는 상기와 같이 1-2배가 바람직하며, 상기에 따른 중량비의 임계치는 다음을 통해 확인할 수 있다. Of course, the activated carbon powder may be sealed in the first discharge tube, and mercury may be sealed in the second discharge tube, and the technical idea of operation is the same. In addition, each component (mercury, activated carbon powder) may be mixed with each of the
도 2는 본 발명 실시 예에 있어서 램프(방전관)에 봉입되는 수은 중량 대비 봉입되는 활성탄의 중량에 따라 도 1의 장치에서의 성능(광속)을 비교한 아래 표 1을 나타내기 위한 도표이다.FIG. 2 is a chart for illustrating Table 1 below comparing the performance (luminous flux) in the apparatus of FIG. 1 according to the weight of activated carbon to be encapsulated with respect to the weight of mercury enclosed in a lamp (discharge tube) in the embodiment of the present invention.
상기한 바와 같이, 상기 방전관(10)내에 봉입되는 수은의 중량에 대해 1 ~ 2배 (실험 case 3 - case 6)의 활성탄분말이 봉입되는 경우, 성능(광속)면에서 우수한 결과가 나왔으며, 또한 그에 따른 임계치가 형성됨을 알 수 있다. 한편, 실험 Cases 6 및 7에 나타난 바와 같이, 수은 중량 대비 활성탄의 중량이 2배를 초과한 경우에도 2배인 경우와 실질적으로 동일한 결과가 나오기에 2배 값을 임계적인 값으로 설정하였다.
As described above, when the activated carbon powder of 1 to 2 times (experimental case 3 - case 6) is filled in the mercury enclosed in the
도 3은 상기 표 1의 실험 case 1과 같이 수은을 사용한 무전극 램프의 광속 유지율(Sample 1)과, 실험 case 5과 같이 활성탄을 추가한 무전극 램프의 광속 유지율(Sample 2)을 비교한 도표이다.3 is a graph comparing the luminous flux maintenance rate (Sample 1) of the electrodeless lamp using mercury and the luminous flux maintenance rate (Sample 2) of the electrodeless lamp to which activated carbon is added as in
도 3에 나타난 바와 같이, 활성탄분말을 방전관에 봉입하여, 도 1에 따른 장치를 통해 고주파 전원을 인가하여 광속유지율을 측정한 결과, 수은만으로 동작하는 경우와 같이 광속유지율이 기준치 이상 (10,000lm)에서 일정하게 유지 (목표치 90%)(51,61)되고 성능면에서도 문제되지 아니함을 알 수 있다.
As shown in FIG. 3, when the activated carbon powder was sealed in a discharge tube, and the high frequency power was applied through the apparatus according to FIG. 1 to measure the luminous flux retention rate, the luminous flux retention rate was more than the reference value (10,000 lm) (Target value 90%) (51,61), and it is not problematic in terms of performance.
도 4는 활성탄이 사용된 무전극 램프의 가속 수명 테스트 결과를 나타난 도표이다.4 is a graph showing the results of the accelerated life test of the electrodeless lamp using activated carbon.
도 4에 나타난 바와 같이, 활성탄 분말이 봉입된 본 발명 실시예의 무전극램프는 6만시간 이상의 장수명의 테스트의 결과를 나타내었으며, 일정 광속(70%)이상의 광속을 유지하였으며, 광속저하가 빠른 나트륨, 메탈헬라이드 램프등 일정수준 이하의 광량특성보다 월등히 수명이 길다. 이에 따라 본 발명 실시 예의 활성탄 성분이 봉입된 경우의 방전램프는 에너지 절감효과도 큼을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, the electrodeless lamp of the embodiment of the present invention in which activated carbon powder was enclosed showed a result of a long life test of 60,000 hours or more, maintained a luminous flux of a predetermined luminous flux (70%) or more, , Metal halide lamps, and the like. Accordingly, it can be seen that the discharge lamp in the case where the activated carbon component of the embodiment of the present invention is sealed has a great energy saving effect.
도 5는 수은을 사용한 무전극 램프의 광속 측정의 예이다.5 is an example of luminous flux measurement of an electrodeless lamp using mercury.
상기 표 1의 실험 case 1에서의 측정된 광속(10200)(51)을 나타낸 것이다.(10200) (51) measured in
도 6은 활성탄을 사용한 무전극 램프의 광속 측정의 예이다.6 shows an example of luminous flux measurement of the electrodeless lamp using activated carbon.
상기 표 1의 실험 case 5에서의 측정된 광속(10480)(61)을 나타낸 것이다.The measured fluxes (10480) and (6180) in the
상기 표 1, 도 2, 3, 4와 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 활성탄 성분을 수은 중량의 1-2배 봉입한 경우에 성능면에서 만족됨을 알 수 있으며, 이로 인해 수은에 대한 대체 가능성이 충분하고 또한 환경보호에 크게 기여할 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in Tables 1, 2, 3, 4, 5, and 6, it can be seen that the activated carbon component is satisfactory in terms of performance in the case of 1-2 times of the mercury weight, It can be confirmed that there is a sufficient possibility and can greatly contribute to environmental protection.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로써, 수은과 활성탄 성분의 비율을 다음과 같이하여 구현할 수도 있다.Meanwhile, as another embodiment of the present invention, the ratio of the mercury to the activated carbon component may be implemented as follows.
상기한 표 2에 나타난 바와 같이, 상기 표 1의 수은 양을 가변시켜 무전극 램프를 동작 시킬 수도 있으며, 이로 인한 효과는 표 1과 실질적으로 동일하다.As shown in Table 2, the amount of mercury in Table 1 may be varied to operate the electrodeless lamp, and the effect is substantially the same as in Table 1.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. It is to be understood that the terms "comprises", "comprising", or "comprising" as used herein are meant to imply that the components may be present unless specifically stated to the contrary, But should be construed to include other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
10 : 램프
20 : 페라이트 코어, 21 : 유도 코일, 23/24 : 주입구
30 : 점등장치, 31 : 고주파 전원10: Lamp
20: Ferrite core, 21: Induction coil, 23/24: Injection hole
30: a lighting device, 31: a high frequency power source
Claims (3)
상기 방전관에 설치되는 페라이트 코어; 및
상기 페 라이트 코어에 권선된 유도코일;을 포함하여 이루어지고,
상기 방전관내에 활성탄 성분이 봉입되는 것을 특징으로 하는 무전극 방전램프.A discharge tube coated with a phosphor film on the inner surface thereof and filled with a discharge gas and mercury;
A ferrite core installed in the discharge tube; And
And an induction coil wound around the ferrite core,
And an activated carbon component is sealed in the discharge tube.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |