KR20220008577A

KR20220008577A - 삼중관형 엑시머 램프

Info

Publication number: KR20220008577A
Application number: KR1020200086847A
Authority: KR
Inventors: 윤주영; 하영덕; 김은식; 정홍채; 김소리; 김영훈
Original assignee: 유니램 주식회사
Priority date: 2020-07-14
Filing date: 2020-07-14
Publication date: 2022-01-21
Also published as: US11295946B2; US20220020581A1; KR102451427B1

Abstract

본 발명의 실시예들은 삼중관형 엑시머 램프에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외주면에 외부 전극을 가지는 외측관, 상기 외측관과 동축을 이루며 상기 외축관의 내부에 삽입되며 내부면에 내부 전극을 가지는 내측관 및 상기 내측관의 양측에 위치하는 한 쌍의 조립관을 포함하고, 방전에 의해 광을 생성하는 방전부; 상기 외측관의 외측을 둘러싸는 형태를 가지는 커버관; 및 상기 한 쌍의 조립관과 각각 결합되고, 상기 커버관의 양단과 실링되는 한 쌍의 베이스;를 포함하는, 삼중관형 엑시머 램프가 제공된다.

Description

삼중관형 엑시머 램프 {TRIPLE TUBE TYPE EXCIMER LAMP}

본 발명의 실시예들은 삼중관형 엑시머 램프에 관한 것이다.

엑시머 램프는 유전체 배리어 방전(Dielectric Barrier Discharge)을 이용한 램프의 일 종류이다. 이때, 유전체 배리어 방전이란, 절연 유전체에 의해 분리된 두 전극 사이에 발생하는 방전을 의미한다.

이 중 종래의 이중관형 엑시머 램프는 외측관과 내측관으로 이루어진 이중관 구조를 포함하며, 외측관과 내측관 표면에 각각 설치된 전극에 고전압이 인가될 때 발생하는 유전체 배리어 방전을 이용하는 램프를 의미한다.

도 1은 종래의 이중관형 엑시머 램프의 구조를 나타내는 도면으로서, 도 1(a)는 종래의 이중관형 엑시머 램프의 외형이며, 도 1(b)는 종래의 이중관형 엑시머 램프 중 이중관 램프의 단면도이다.

종래의 이중관형 엑시머 램프(1)의 경우에는 램프(2)와 램프(2)의 양측에 결합되는 베이스(3)를 가진다. 그리고, 전선(4)을 통해 램프(2) 측에 전원을 공급한다. 램프(2)는 외측관(5)과 내측관(7)이 동축을 가지는 원통형상으로 되어 이중관 구조를 가지고, 외측관(5)의 외주면에 외부 전극(6)이 형성되고 내측관(7)의 내주면에 내부 전극(8)이 형성된다. 그리고, 외측관(5)와 내측관(7)의 사이에 방전공간이 형성되며, 방전공간에는 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자를 형성하기 위한 방전용 가스가 충전된다. 이중관 구조의 램프(2)의 양단은 밀봉되며, 밀봉된 부분이 램프를 기계장치에 고정하기 위한 베이스(3)와 결합된다.

외부 전극(6)과 내부 전극(8)에 고주파이고 고전압의 전원이 인가됨으로써, 엑시머 방전이 발생되고 엑시머 방전에 의해 광이 방출된다. 방출된 광의 파장에 따라서 광 세정, 공기 정화, 표면 개질, 피부 치료 등 다양한 용도로 사용된다.

그런데, 외부 전극(6)과 내부 전극(8)에 고주파 및 고전압의 전원이 인가되는 경우 양 전극의 표면으로부터 산소가 분해되고 이로부터 오존이 생성되어 발생되게 된다(도 1(b) 참조). 특히, 엑시머 램프(1)를 실내에서 사용하는 경우에는 발생되는 오존이 쌓이게 되어 인체에 해롭다. 따라서, 엑시머 램프(1)를 단독으로 사용할 수가 없고, 오존을 제거하거나 분해하기 위한 오존 정화 장치가 필수적이다. 오존 정화 장치에는 오존 필터 또는 오존 분해 촉매를 포함한다.

즉, 종래의 이중관형 엑시머 램프의 경우에는 오존이 발생되어 인체에 해롭고, 이를 제거하거나 분해하기 위한 별도의 오존 정화 장치가 필요하게 되어 전체 장치의 구조가 복잡하고 커지게 된다. 또한, 별도의 오존 정화 장치를 장착하기 위한 비용이 증가하게 된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1217329호 (2012.12.24.)

본 발명의 실시예들은 엑시머 방전 중 외부로 오존이 발생하지 않는 삼중관형 엑시머 램프를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 오존 정화 장치를 별도로 구비할 필요가 없는 삼중관형 엑시머 램프를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 외주면에 외부 전극을 가지는 외측관, 상기 외측관과 동축을 이루며 상기 외측관의 내부에 삽입되며 내부면에 내부 전극을 가지는 내측관 및 상기 내측관의 양측에 위치하는 한 쌍의 조립관을 포함하고, 방전에 의해 광을 생성하는 방전부; 상기 외측관의 외측을 둘러싸는 형태를 가지는 커버관; 및 상기 한 쌍의 조립관과 각각 결합되고, 상기 커버관의 양단과 실링되는 한 쌍의 베이스;를 포함하는, 삼중관형 엑시머 램프가 제공된다.

상기 외측관과 상기 내측관 사이의 공간에는 불활성 가스가 수용되고, 상기 불활성 가스로부터 방전광이 방사될 수 있다.

상기 내부 전극은, 은(Ag), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni), 백금(Pt), 스테인리스 스틸(stainless steel), 철(Fe), 인듐(In), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 재료를 이용하여 형성될 수 있다.

상기 커버관은 석영으로 형성될 수 있다.

상기 커버관과 상기 한 쌍의 베이스에 의해 그 내부가 밀폐될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 이중관형의 방전부의 외측에 커버관을 추가하고 베이스와 실링을 함으로써, 삼중관형 엑시머 램프를 형성할 수 있어서, 엑시머 방전과정에서 발생되는 오존이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 삼중관형 엑시머 램프로 인해, 오존에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 오존이 램프 외부로 유출되지 않으므로 오존을 제거하거나 분해하기 위한 오존 정화 장치를 엑시머 램프와 함께 구비할 필요가 없어서 장치의 구성을 간단하게 하고 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 이중관형 엑시머 램프의 구조를 나타내는 도면으로서, 도 1(a)는 종래의 이중관형 엑시머 램프의 외형이며, 도 1(b)는 종래의 이중관형 엑시머 램프 중 이중관 램프의 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼중관형 엑시머 램프에 사용되는 방전부를 나타내는 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼중관형 엑시머 램프를 나타내는 도면
도 4는 도 3의 A-A에 따른 단면도

이하, 도면을 참조하여 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 개시되는 실시예들은 이에 제한되지 않는다.

실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 개시되는 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 개시되는 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼중관형 엑시머 램프에 사용되는 방전부를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전부(100)는 외측관(110), 외측관(110)과 동축을 이루며 외축관의 내부에 삽입되는 내측관(120)을 포함하고, 내측관(120)의 양측에는 한 쌍의 조립관(130)이 형성될 수 있다. 한 쌍의 조립관(130)은 내측관(120)의 양측에서 평행하게 연장된 관형상일 수 있다.

외측관(110)의 외주면에는 외부 전극(115)이 형성되고, 내측관(120)의 내부면에는 내부 전극(125)이 형성될 수 있다. 외측관(110)과 내측관(120)에 의해 형성되는 내부 공간(S)에는 불활성 가스가 수용될 수 있다.

여기에서, 외부 전극(115)은 외측관(110)의 외주면을 따라 회전하면서 감싸는 코일(coil) 형태 또는 외측관(110)의 외주면을 덮는 메쉬(mesh) 형태로 형성될 수도 있다.

불활성 가스는 제논(Xe) 가스일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 임의의 엑시머(KrCl, KrBr, XeI, XeCl, Xe 등) 중 어느 하나일 수 있다.

내부 전극(125)은 일정 이상의 반사율을 갖는 금속으로 이루어지는 원통 형상의 관일 수 있다.

구체적으로, 내부 전극(140)은 고전압이 인가되어야 하므로, 은(Ag), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni), 백금(Pt), 스테인리스 스틸(stainless steel), 철(Fe), 인듐(In), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 재료를 이용하여 형성될 수 있다.

외부 전극(115)와 내부 전극(125)의 사이에 고주파 및 고전압의 전원을 인가하면 엑시머(excimer) 방전이 일어나게 되어 광이 방출될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼중관형 엑시머 램프를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 A-A'에 따른 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼중관형 엑시머 램프(10)는 도 2에 도시된 방전부(100)가 한 쌍의 베이스(20a, 20b)와 커버관(30)에 의해 밀봉된 구조일 수 있다.

즉, 커버관(30)은 방전부(100)의 외측관(110)의 외측을 둘러싸는 관형상일 수 있다. 커버관(30)은 방전부(100)에서 발생하는 광이 투과될 수 있는 소재로 형성될 수 있다. 특히, 방전부(100)에서 자외선(UV)가 발생되는 경우 자외선이 투과할 수 있도록 석영으로 커버관(30)이 형성될 수 있다.

그리고, 한 쌍의 베이스(20a, 20b)는 방전부(100)의 양 측에 포함되는 한 쌍의 조립관(130)과 각각 결합될 수 있다. 즉, 베이스(20a, 20b)는 조립관(130)이 삽입될 수 있는 공간을 가지고 베이스(20a, 20b)의 공간에 조립관(130)이 삽입되어 베이스(20a, 20b)와 방전부(100) 간의 결합을 견고하게 할 수 있다.

한 쌍의 베이스(20a, 20b)는 각각 커버관(30)의 양단과 접하게 되는데, 한 쌍의 베이스(20a, 20b)와 커버관(30)의 접하는 부분(35)은 실링(sealing)될 수 있다. 이를 통해, 커버관(30)과 한 쌍의 베이스(20a, 20b)에 의해 삼중관형 엑시머 램프(10)의 내부가 외부로부터 밀폐되어 공기의 출입을 차단할 수 있다. 따라서, 엑세머 램프에서 발생하는 오존이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있고, 오존을 분해하여 제거하기 위한 별도의 오존 정화 장치를 요하지 않을 수 있다.

그리고, 외부 전극(115) 및 내부 전극(125)에 고주파 및 고전압의 전원을 인가하기 위하여 전선(50)이 외부 전극(115)과 내부 전극(125)에 연결될 수 있다.

도 4에서 도시되는 바와 같이, 커버관(30), 외측관(110) 및 내측관(120)의 삼중관의 형태를 가지는 엑시머 램프로 될 수 있다.

실시예

종래의 이중관 엑시머 램프와 본 발명의 일 실시예에 따른 삼중관형 엑시머 램프(10)에 대하여 40W의 전원을 공급하여 램프에서 발생하는 오존의 농도를 측정하였다. 측정한 결과는 아래의 표 1과 같다.

횟수	오존 농도(ppm)
횟수	종래의 이중관 엑시머 램프	삼중관형 엑시머 램프
1	0.095	0.000
2	0.035	0.000
3	0.060	0.000
평균	0.063	0.000

상기 표 1에서 나타내는 바와 같이, 종래의 이중관 엑시머 램프에서는 외부로 오존이 발생하게 되어 이를 제거하기 위한 오존 정화 장치를 별도로 요하였는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼중관형 엑시머 램프(10)의 경우에는 오존이 측정되지 않으므로 이를 제거하기 위한 오존 정화 장치를 별도로 장착할 필요가 없다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

S : 내부 공간
10 : 삼중관형 엑시머 램프
20a, 20b : 베이스
30 : 커버관
35 : 실링되는 부분
50 : 전선
100 : 방전부
110 : 외측관
115 : 외부 전극
120 : 내측관
125 : 내부 전극
130 : 조립관

Claims

외주면에 외부 전극을 가지는 외측관, 상기 외측관과 동축을 이루며 상기 외축관의 내부에 삽입되며 내부면에 내부 전극을 가지는 내측관 및 상기 내측관의 양측에 위치하는 한 쌍의 조립관을 포함하고, 방전에 의해 광을 생성하는 방전부;
상기 외측관의 외측을 둘러싸는 형태를 가지는 커버관; 및
상기 한 쌍의 조립관과 각각 결합되고, 상기 커버관의 양단과 실링되는 한 쌍의 베이스;를 포함하는, 삼중관형 엑시머 램프.
청구항 1에 있어서,
상기 외측관과 상기 내측관 사이의 공간에는 불활성 가스가 수용되고,
상기 불활성 가스로부터 방전광이 방사되는, 삼중관형 엑시머 램프.
청구항 1에 있어서,
상기 내부 전극은, 은(Ag), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni), 백금(Pt), 스테인리스 스틸(stainless steel), 철(Fe), 인듐(In), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 재료를 이용하여 형성되는, 삼중관형 엑시머 램프.
청구항 1에 있어서,
상기 커버관은 석영으로 형성되는, 삼중관형 엑시머 램프.
청구항 1에 있어서,
상기 커버관과 상기 한 쌍의 베이스에 의해 그 내부가 밀폐되는, 삼중관형 엑시머 램프.