KR920003545B1 - 링형 유리발브 및 이를 사용한 램프 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

링형 유리발브 및 이를 사용한 램프 어셈블리
제1도는 본 발명에 따른 구체적 실시예의 링형 유리발브의 평면도.
제2도는 제1도에 도시된 링형 발브의 마주보는 양 단부간의 위치관계를 보여주는 링형 유리발브의 부분확대 평면도.
제3도는 코일 팔라멘트가 배열되고 발브의 마주보는 양단부가 봉지된, 제1도의 링형 유리발브의 평면도.
제4도는 캡구조물을 가진, 제3도 도시의 링형 유리발브의 평면도.
제5도는 제4도에 도시된 캡 구조물을 가진 링형 유리발브의 측면도.
제6도는 제4도 및 제5도에 도시된 캡구조물의 평면도.
제7도는 제6도에 도시된 캡구조물의 정면도.
제8도는 제6도 및 제7도에 도시된 캡구조물의 발브 지지부의 단면도.
제9도는 제6도의 Ⅸ-Ⅸ을 따른 단면도.
제10도는 발브의 봉지된 단부들이 캡구조물의 지지 플레이트로 지지될때의 제9도에 도시된 캡구조물의 발브지지부의 단면도.
제11도는 링형 발브의 마주보는 단부들이 캡구조물에 의해 지지될때 발브의 마주보는 단부들을 가진 캡구조물의 평면도이다.
제12도는 제11도에 도시된 캡구조물의 발브 지지부의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 램프구조물 11 : 발브
11a, 11b : 발브단부 13 : 필라멘트
13a : 앵커부 16a, 16b : 봉지부
17 : 리이드선 29 : 브래킷
33 : 발브지지부 39 : 유지부
43 : 고정포올 53 : 구멍
본 발명은 내부에 코일 필라멘트가 있는 링형 유리발브에 관한 것으로, 특히 램프 어셈블리에 사용되는 링형 유리발브에 관한 것이다.
램프 어셈블리는 열원으로서 가열장치에 사용되거나, 또는 광원으로서 조명장치에 사용된다.
적외선을 방출하는 램프 어셈블리는 예를 들어 전기스토브, 전기 족은기(foot warmer)등과 같은 가열장치의 열원으로 잘 알려져 있다. 그러한 적외선 방출 램프는 길이방향을 따라 필라멘트가 배치된 유리발브를 포함한다. 종래의 적외선 방출 램프에서는, 램프의 히팅 출력을 증가시킬려면 상대적으로 유리발브가 길어야 한다. 그러나, 램프가 배치되는 장치의 공간이 한정되기 때문에 램프의 길이를 증가시키는 것은 한정된다. 종래 램프에서 원하는 히팅 출력을 얻을려면, 램프 구조가 복잡하게 되고, 바람직한 장치외형을 얻을 수 없다.
전술한 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자들은 코일 필라멘트가 설치된 링형 유리발브를 사용한 적외선방출 램프를 개발하였다. 적외선 방출램프는 고온내성이 있는, 쿼츠(quartz), 경유리등과 같은 발브재료를 사용한다.
필라멘트 리이드선이 각각 설치된 유리발브의 각 단부는 발브를 밀봉하기 위하여 좁혀져 있다. 그러나 링형 유리발브에서는, 적선형 유리발브에서 발생하지 않는 문제들이, 필라멘트가 한쪽 발브단부로부터 발브내로 삽입될때, 또는 발브내의 공기가 소진될때, 발생한다. 필라멘트가 발브 한쪽 단부로부터 링형 유리발브내로 삽입될때, 반대되는 다른쪽 단부가 필라멘트의 방해가 될 수 있다. 특히, 코일 필라멘트가 상대적으로 큰 외경을 가진 다수의 앵커부를 포함하면, 발브의 마주보는 단부들이 상대적으로 작을때 앵커부가 발브의 단부에 의해 차단되어 필라멘트를 변형시키게 된다. 게다가, 노즐이 한쪽 발브 단부로부터 발브내로 삽입될때 발브의 다른쪽 단부가 노즐에 접촉하지 않게 할려면 특수한 형태의 배출 노즐이 필요하다.
한편, 고온내성 유리재료를 유리 발브로 사용하므로, 유리재료를 원하는 링형으로 형성하기가 어렵다. 그러므로, 발브의 반대쪽 단부의 형상의 차이와, 그들 크기의 변이를 고려하면 발브의 반대쪽 단부에 대해서는 캡구조가 적합하다.
본 발명의 목적은 코일 필라멘트가 부드럽게 삽입되는 개선된 링형 유리발브를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 유리발브를 사용한 개선된 램프 어셈블리를 제공하는데 있다.
전술한 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 한측면에 따르면, 링형 유리발브는 중공몸체 및, 소정거리 떨어져서 마주보는 단부들을 가진링형 투광발브 및, 발브의 중공몸체내에 설치되는 필라멘트를 포함한다. 발브의 한쪽단부에는 내부 및 외부 링 가장자리들이 있고, 발브의 다른쪽 단부에는 외부링 가장자리가 있다. 발브의 다른쪽 단부의 외부링 가장자리의 최외곽 가장자리 부분은 적어도 발브의 한쪽 단부의 외부림 가장 자리의 최외곽 가장자리로부터 뻗은 원주선과 발브의 한쪽 단부의 내부링 가장자리의 최내곽 가장자리에서 뻗은 접선(H)과의 교차점에 설치된다. 발브의 마주보는 단부들간의 거리는 30mm이상이다.
본 발명의 다른 측면에 따라서, 링형 발브의 마주보는 단부들은 봉지된다. 캡구조물이 발브의 마주보는 봉지된 단부들에 부착되어 램프 어셈블리를 형성한다. 캡구조물은 발브의 각 봉지된 단부들을 채널형 발브지지부를 각각 갖는 마주보는 단부들을 가지는 굽은 지지부재를 포함할 수 있다.
본 발명을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1도에 도시된 바와 같이, 램프구조물(10)은 쿼츠유리로 된 링형 발브(11)를 포함한다. 발브(11)는 보로 실리케이트유리, 알루미나 실리케이트유리등과 같은 경질유리로 될수 있다. 발브(11)의 외경(Bd)은 11mm이다. 발브가 800w의 가열장치에 사용되면, 링형발브(11)의 링직경(Rd)은 150mm 또는 200mm이다.
발브(11)의 한쪽단부(11a)는 소정거리(L)떨어져서 발브(11)의 다른쪽단부(11b)와 마주보고 있다. 발브(11)의 다른쪽 단부(11b)의 외부링 가장자리의 최외곽부분(O1)은 제1도의 일점쇄선으로 표시된, 발브(11)의 한쪽단부(11a)의 외부링 가장자리의 최외곽부분(O2)으로부터 뻗은 외부 외주곡선(m)과, 실선으로 표시된, 발브(11a)의 내부링 가장자리의 최내곽부분(Z)으로부터 뻗은 접선(H)간의 교차점에 배치된다. 발브(11)의 다른쪽 단부(11b)의 외부링 가장자리의 최외곽부분(O1)은 전술한 교차점으로부터 짧은 거리에 배치될 수 있다.
전술한 방법으로 얻어지는 거리(L)의 최소치(Lmim)는, 발브(11)의 링직경(Rd)이 150mm, 발브직경(Bd)이 11mm, 발브두께가 0.8mm일때, 약 30mm이다. 링직경(Rd)이 200mm이면, 거리(L)는 약 30mm증가한다.
전술한 구조에서, 코일 필라멘트(13)는 제2도에 도시된 것과 같이, 발브(11)의 한쪽단부(11a)로부터 발브(11)내로 삽입된다. 코일 필라멘트(13)는 텅스텐선 또는 몰리브덴선으로 형성된다. 코일 필라멘트(13)는 적당한 간격으로 규칙적으로 배열된 다수의 앵커부(13a)들을 포함한다. 각 앵커부(13a)는 필라멘트(13)의 남은 코일부분(13b)보다 그 직경이 크다. 따라서, 각 앵커부(13a)의 외부면 부분이 발브(11)내에서 필라멘트(13)를 지지하기 위해 발브의 내벽과 접한다.
상기 필라멘트(13)가 발브(11)의 한쪽 단부(11a)로부터 발브(11)내로 삽입될때, 코일 필라멘트(13)가 다수의 앵커부(13a)들을 포함할지라도 발브(11)내로 코일 필라멘트(13)가 부드럽게 삽입된다. 이러한 것은 발브(11)의 다른쪽 단부(11b)가 제2도에 도시된 것과 같이 마주보는 단부(11a) 및 (11b)사이에서 거리(L)를 유지하며 발브(11)의 한쪽 단부(11a)로부터 뻗은 접선(H)의 방향으로 배치되어 있기 때문이다.
코일 필라멘트(13)를 링형 발브(11)를 통해 배열시킨 후에, 발브(11)내의 공기를 배출노즐(도시않음)로 배기시키고, 예로서 아르곤같은 소정의 불활성 가스를 발브(11)로 공급한다. 그리고, 발브(11)의 마주보는 단부(11a)(11b)들을 버너(도시않음)같은 가열장치로 가열하고, 제3도에 도시된 것과 같이, 발브(11)의 각단부(11a)(11b)의 온도가 소정의 연화온도에 도달하면, 핀처(pincher)(도시않음)같은 적당한 도구로 각각 봉지한다.
도전성 재료로서 몰리브덴 박막(15)을 발브(11)의 봉지부(16a)(16b)내에 설치한다. 코일 필라멘트(13)의 각 당부는 몰리브덴 박막(15)에 연결된다. 외부리이드선(17)의 한쪽 끝은 몰리브덴 박막(15)에 연결되어, 발브(11)의 봉지부(16a)(16b)에 의해 지지된다. 발브(11)가 경질유리라면, 도전성 재료로서 몰리브덴 박막(15)대신에 몰리브덴 선 또는 텅스텐 선을 사용할 수 있다.
전술한 구조에 있어서, 발브(H)의 마주보는 단부(11a)와 (11b)간의 거리(L)은 적어도 30mm로 유지된다. 그러나, 거리(L)가 30mm이상의 범위에서 선택될 수 있다. 그러나, 거리(L)가 길면, 온도차이 또는 발브(11)의 원주에서의 조도차가 증가한다.
따라서, 거리(L)의 최대치(Lmax)는 실제 값에 정해진다. 발브(11)의 링직경(Rd)이 200mm일때, 거리(L)의 최대값(Lmax)는 약 70mm이다. 그러나, 거리(L)의 최대값(Lmax)은 발브(11)의 링직경(Rd)에 따른다. 그러므로, 최대값(Lmax)의 범위는 제1도에 도시된 발브(11)중심에서의 개방각(θ)으로 표현되며,바람직한 범위는 27°~40°이다.
제4도는 도시된 바와 같이, 아아크(arc)형 캡구조물(21)은 링형 발브(11)에 부착된다. 아아크형 캡구조물(21)은 한장의 스틸 플레이트로 형성된다. 캡구조물(21)은만곡된 평평한 베이스 플레이트(23), 제5도 및 제6도에 도시된 것과 같이, 베이스플레이트(23)이 길이방향의 외측 및 내측 가장자리들로부터 각각 수직으로 뻗은 내벽(25)과 외벽(27) 및, 캡구조물(21)의 길이방향으로 중간지점에서 외벽(27)의 최상부로부터 밖으로 돌출한 브래킷(29)을 포함한다. 한쌍의 구멍(31)이 브래킷(29)을 통하여 전기스토브같은 기구에 부착하기 위해 브래킷(29)에 뚫려 있다. 발브지지부(33)는 캡구조물(21)의 양단부에 각각 형성된다. 발브(11)의 각 단부(11a)(11b)는 각각 해당 발브지지부(33)에 맞는다.
제6도, 제8도, 제9도 및 제10도에 도시된 것과 같이, 각 발브지지부(33)에서 베이스플레이트(23)의 일부를 절단하고 구부려서 각각 스프링 플레이트(35)를 형성한다. 구부릴수 있는 유지플레이트(37)는 발브지지부(33)에서 외벽(27)의 상단부로 부터 돌출되어 있다. 각 컨벡스 유지부(39)를 형성하기 위하여 각 유지플레이트(37)의 중심부를 내리누른다. 유지 플레이트(37)를 직각으로 구부리면 각 유지플레이트(3)의 유지부(39)는 스프링플레이트(35)의 반대편에 설치된다. 각 유지플레이트(37)의 상단부에 요부(41)가 형성되어 있다. 고정포올(pawl) (43)은 각 유지프레이트(37)의 요부(41)에 상당하는 내벽(27)의 각 단부로 부터 돌출되어 있다. 한쌍의 보조고정포올(45)(47)이 길이방향으로 내벽(25) 및 외벽(27)의 각 단부로부터 고정포올(43)과 평행하게 돌출된다.
제6도에 도시된 바와 같이, 2쌍의 지지포올(49)(51)이 발브(11)로부터 뻗은 각리이드선(17)을 지지하기 위해 브래킷(29)에 근접한 베이스플레이트(23)상에 각각 구비되어 있다. 리이드선(17)이 통과하는 한쌍의 개구부(53)가 각 지지 포올(49)(51)에 대응하는 외벽(27)에 각기 형성되어 있다.
제11도에 도시된 것과 같이, 리이드선들 중 하나, 즉 발브(11)의 단부(16b)로 뻗은 리이드선은 다른 리이드선과 교차하며, 좌측 지지포올(49)들에 의해 지지된다. 또한, 발브(11)의 단부(16a)로부터 뻗은 리이드선은 우측 지지포올(52)들로 지지된다. 그런후에, 각 리이드선은 캡구조물(21)의 바깥으로 향하여 해당개구부(53)를 통해 지나간다.
제7도 및 제8도에서 명백히 알수있는 바와 같이, 캡구조물(21)은 평평한 베이스플레이트(23) 및 베이스플레이트(23)의 각 측면으로부터 수직으로 뻗은 내벽(25) 및 외벽(27)을 포함하므로, 캡구조물(21)의 단면은 직사각형 형상이다. 특히, 유지플레이트(37)가 감길대 발브지지부(33)는 베이스플레이트(23), 내벽(25) 및 외벽(27) 및, 유지플레이트(37)로 정의되므로, 발브지지부는 직사각형 형상으로 형성된다.
제6도에 도시된 내벽(25)과 외벽(27)간의 폭(W)은 발브(11)의 외경보다 수mm 크다. 캡구조물(21)을 링형발브(11)에 부착하는 방법은 후술하기로 한다. 발브(11)의 봉지부(16a)(16b)(마부보는 단부(11a)(11b))를 각각 발브지지부(33)에 배치한다.
제11도에 도시된 것과 같이, 각각의 유지플레이트(37)를 고정포올(43)을 향해 직각으로 구부린다. 각 고정포올(43)을 구부려서 유지플레이트(37)의 요부(41)내에 단단히 설치한다.
따라서, 제10도에 도시된 것과 같이, 각각의 봉지부(16a)(16b)가 유지플레이트(37)의 컨백스 유지부(39)와 스프링 플레이트(35)사이에서 유지된다. 특히 각 봉지부(16a)(16b)는 스프링플레이트(35)의 탄성변형에 의해 발생하는 적당한 반발력에 의해 탄성적으로 지지된다. 각각의 보조고정포올(45)(47)은 제11도에 도시된 바와 같이 발브지지부(33)에서 발브를 고정시키기 위해 안으로 구부려진다. 발브(11)의 각 단부(11a)(11b)로부터 뻗은 리이드선(17)은 서로 교차하며, 지지포올(49)(51)로 각각 고정시켜 리이드선(17)이 움직이지 않게 한다. 각 리이드선(17)은 외벽(27)의 해당개구부(53)을 통해서 캡구조물(21) 밖으로 나와 있다. 전원이 리이드선을 통해 발브(11)의 필라멘트(13)로 공급되면, 필라멘트(13)가 열광을 방출한다. 링형발브(11)의 발브벽온도가 소정의 수준, 예를들어, 500~600℃로 증가한다.
전술한 바와 같이, 형성된 장치의 한계능력 또는, 작동되는 동안 발브(11)의 열팽창으로 인해서, 제12도( 그 변이는 제12도에서 과장되어 있다.) 에서 일점쇄선으로 표시되는, 발브(11)가 각 단부(11a)(11b)의 위치에서 변이가 각 발브지지부(33)에서 발생한다. 그러므로, 각 단부(11a)(11b)가 캡구조물(21)의 폭(W)내에서 소정의 위치로부터이동할 수 있다. 그러나, 본 구체적 실시예에서, 캡구조물(21)의 각 발브지지부(33)가 직사각형 형상이고, 내벽(25)과 외벽(27)사이의 폭(W)이 발브(11)의 외경보다 상대적으로 크므로, 발브(11)의 각 단부(11a)(11b)에서의 위치변이가 발생할지라도, 발브(11)의 각단부(11a)(11b)는 캡구조물(21)의 발브지지부(33)에서 굳게 지지된다. 게다가, 캡구조물(21)이 한장의 금속플레이트로 형성되므로, 제조단가를 줄일 수 있다. 게다가, 각 리이드선이 교차하여 캡구조물의 해당 개구부들을 통과하므로, 발브의 단부와 해당개구부 사이에서 상대적으로 긴 거리를 유지한다. 따라서, 해당단부들로 뻗은 각 리이드선이 캡 구조물의 해당 개구부를 통과할 수 있게 자연스럽게 구부려진다. 또한 발브의 각 단부에 작용하는 초과스트레스를 피할 수 있다.
전술한 구체적 실시예에서, 제6도에서 일점쇄선으로 표시된 활 모양으로 잘린부분(55)은 캡구조물(21)의 개개의 발브지지부(33)내에 형성될 수 있다. 발브(11)가 굽혀진 보조고정포올(45)(47)에 의해 베이스플레이트(23)을 향해 눌려지면 각 잘린부분(55)의 가장자리의 적어도 한부분이 봉지부(16a)(16b)와 인접하는 발브(11)와 단부(11a)(11b)의 굽은부분(57)과 접하므로, 발브(11)가 캡구조물(21)에 의해 고정지지된다. 각각이 잘린부분(55)으로 인해서 발브(11)의 열(빛)방출이 증가되고, 따라서, 램프(10)의 효율도 증가한다. 발브지지부(33)의 온도증가는 잘린부분(55)으로 인해서 제어되며, 따라서 캡구조물(21)의 발브지지부(33)와 보조고정포올(45)(47)의 열변형도 감소한다.
본 구체적 실시예의 램프 어셈블리는 링형 발브를 포함하므로, 발브의 길이를 그 외부 크기(링직경)과 비교하여 증가시킬 수 있다. 따라서, 콤팩트한 외부크기 및 고출력을 둘다 얻게 된다. 열원으로 사용되는 본 발명의 램프 어셈블리는 전술되었다. 그러나, 본 발명의 램프 어셈블리는 광원으로서 사용될 수 있다. 게다가, 본 발명의 램프 어셈블리는 광원 및 열원으로서 사용될 수 있다. 특별한 구체적 실시예에 따라서 본 발명을 기술하였다. 그러나, 본 발명의 본질을 기초로 한 다른 구체적 실시예들도 본 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람이 실시할 수 있음은 명백하다.

Claims (10)

  1. 빛을 전달하는 링형 투과성 발브장치(11)와, 발브장치(11)내에 위치하며 길이방향으로 연장된 긴 필라멘트(13)와, 상기 발브장치(11)의 맞은편 단부를 연결시키는 지지부재로 이루어진 링형 유리발브에 있어서, 상기 발브장치(11)는 소정거리 떨어져서 배치된 마주보는 단부(11a)(11b)들을 가진 중공몸체를 포함하며, 발브장치의 한쪽단부(11a)는 내부 및 외부링 가장자리를 가지며, 발브장치의 다른쪽 단부(11b)는 외부링 가장자리를 가지며, 발브의 다른쪽단부(11b)의 외부링 가장자리에 위치한 최외각가장자리부분(O1) 발브장치의 중심에 대하여 27°~40°의 개방각을 형성하기 위해 발브의 한쪽단부(11a)의 외부링 가장자리에 위치한 최외각 가장자리부분(O2)으로부터 뻗은 외부원주선(m)과 발브장치의 한쪽 단부(11a)의 내부링 가장자리에 위치한 최내각 가장자리(I)로부터 뻗은 접선(H)과의 교차점에 놓이게 되며, 발브장치의 한 단부(11a)는 접선(H)와 수직으로 교차하는 모서리면을 가지는 것을 특징으로 하는 링형 유리발브.
  2. 제1항에 있어서, 필라멘트장치(13)가 코일부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 링형 유리발브.
  3. 제2항에 있어서, 발브(11)의 중공몸체에는 내부직경이 있으며 필라멘트장치(13)의 코일부재는 발브의 중공몸체내에서 필라멘트장치(13)를 지지하기 위하여 발브(11)의 중공몸체의 내부 직경과 거의 동일한 직경을 가진 앵커부(13a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 링형 유리발브.
  4. 중공몸체 및 30mm이상 떨어진 마주보는 봉지 단부(16a)(16b)들을 포함하는 링형 투광 발브장치 및; 발브(11)의 중공몸체내에 설치되는 필라멘트(13)장치로 이루어져 있으며, 상기 봉지단부(16a)(16b)내에는 몰리브덴 박막(15)이 설치되어 있고, 외부 리이드선(17)의 한쪽끝이 몰리브덴 박막(15)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 링형 유리발브.
  5. 제4항에 있어서, 필라멘트장치(13)가 코일 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 링형 유리발브.
  6. 제5항에 있어서, 발브의 중공몸체에는 내부직경이 있으며, 필라멘트장치(13)의 코일부재는 발브의 중공몸체내에서 필라멘트장치를 지지하기 위하여 발브의 중공몸체의 내부직경과 거의 동일한 직경을 가진 앵커부(13a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 링형 유리발브.
  7. 코일 필라멘트(13)를 가지며 마주보는 봉지된 단부(16a)(16b)들이 30mm나 그 이상 떨어져서 배치된 링형발브(11)의 봉지된 각 단부(16a)(16b)를 지지하는 채널형 발브지지부(33)와 각각이 마주보는 단부를 가진 굽은 지지부재를 포함하는 캡장치(21)로 이루어진 랩프 어셈블리에 있어서, 상기 굽은 지지부재는 내부 및 외부의 굽은 단부를 가지는 굽은 베이스플레이트(23)와, 상응하는 굽은 단부들로부터 수직으로 뻗은 내벽(25) 및 외벽(27)과, 램프어셈블리를 지지하기 위해 외벽(27)의 중심축 상부로부터 돌출한 브래킷플레이트(29)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 램프어셈블리.
  8. 제7항에 있어서, 굽은 지지부재는 또한 발브지지부(33)에서 내부 및 외부벽(25)(27)들 중 하나로부터 뻗은 굽힐 수 있는 유지플레이트(37) 및, 유지플레이트(37)가 스프링플레이트(35)를 향해 굽혀질때 유지플레이트(37)와 스프링플레이트(35)사이에서 발브의 봉지된 단부(16a)(16b)를 지지하기 위하여, 발브지지부(33)에서 굽은 플레이트상에 설치되는 스프링플레이트(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 어셈블리.
  9. 제7항에 있어서, 링형발브(11)는 링형발브의 봉지된 해당 단부(16a)(16b)들로부터 각각 뻗은 한쌍의 리이드선(17)들을 가지며, 굽은 지지부재는 브래킷플레이트(29)에 근접하여 각가 설치된 한쌍의 개구부(53)로 된 장치를 포함하며, 각각의 리이드선(17)은 해당 개구부(53)을 통과하기 위해 서로 교차하도록 되어 있는 것을 특징으로하는 램프 어셈블리.
  10. 제7항에 있어서, 지지부재는발브지지부들에서 각각 배치되는 한쌍의 아치형으로 절단된 부분들로된 장치를 포함하며, 발브의 봉지된 단부(16a)(16b)가 해당 아치형으로 절단된 부분에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 램프 어셈블리.
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