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KR100299151B1 - 비간섭성방출방사원의동작방법 - Google Patents

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KR100299151B1
KR100299151B1 KR1019950704400A KR19950704400A KR100299151B1 KR 100299151 B1 KR100299151 B1 KR 100299151B1 KR 1019950704400 A KR1019950704400 A KR 1019950704400A KR 19950704400 A KR19950704400 A KR 19950704400A KR 100299151 B1 KR100299151 B1 KR 100299151B1
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dielectric
voltage
electrode
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KR960702169A (ko
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프랑크 폴코머
로타르 히츠쉬케
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타실로 다우너 ; 랄프 프레준 ; 요아힘 베르너
파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하
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Abstract

특히, UV, IR 혹은 VIS방사를 전도하는 방전램프의 비간섭성 방출 방사원의 동작방법. 이 방전은 방전과 내부에서 아이들 시간에 의해 제지되어, 전압펄스의 트레인에 의해 발생된다 ; 한단부 혹은 양단부에 유전체로 방해받은 전극이 사용될 수 있다. 충전물, 전극구성, 스파킹 거리, 유전체의 형태와 두께, 시간종속 전압 진폭, 펄스의 아이들 시간들의 적절한 선택으로, 65% 및 더 이상의 UV 발생의 효율이 얻어진다.

Description

비간섭성 방출 방사원의 동작방법
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 의해 한정된 바와같은 비간섭방출 방사원 동작 방법에 관한 것이다. 방사 발생 메카니즘으로서, 방전관내에서 발생되는 방전이 사용되었으며 ; 유전체 층은 적어도 한 전극과 방전관 사이에 위치하고, 이런 이유로 이같은 방전형태는 유전체 차단 방전 혹은 장벽 방전으로 공지되었다. 비간섭성 방출 방사원은 특히 가시광선을 방사하는 방전램프 뿐만 아니라, 자외선(UV)과 적외선(IR) 방사체를 포함한다. 본 발명은 저압 및 고압가스 충전물과, 저압과 고압 사이의 모든 가스압에 대해서도 적용가능하다.
이런 방전의 여기는 일반적으로 교류 전류에 의해 행해지며 독일 특허 DE 40 22 279 및 DE 42 03 594, 및 미국특허 5,117,160 에 기재되어있다. 여기 주파수는 상업적 교류 전류 주파수와, 수 메가헤르쯔(DE 40 22 279) 사이 또는 20 내지 100㎑(미국특허 5,117,160) 사이의 범위내에서 선택된다.
이런 동작 모드의 단점은 예상 방사 산출량이 기술적으로 관련된 전력밀도에서 비교적 낮다는 것이다. 통상적인 UV 효율은 1KW/㎡의 표면전력 밀도에 대해서는 10%이고 10W/㎡ 의 표면 전력밀도에 대해서는 15%이다. 1992. 10. 7 칼스루헤 대학의 광 기술연구소에서 UV 와 IR 연구의 3번째 회의와 "1992, 부다페스트 광원의 과학기술에 관한 6번째 심포지움에서 칼스루헤 대학의, 엠. 니이거, 엘티이의 "유전체 차단 방전 : 특별광원"이 발표되었다.
유전체 차단 방전에 의해 작동되는 전기적으로 절연된 전극을 갖는 램프형 디스플레이 유니트가 유럽특허 EP-A 0 302 748 에 기대되어 있다. 상기 방전을 점화하기 위하여, 약 300V 내지 6KV 크기의 피크값을 갖는 고 주파수 전압이 램프 전극 사이에 발생된다. 상기 목적을 위하여 램프형 디스플레이 유니트 전극들이 트랜스포머의 제 2 권선에 연결되어 있다. 트랜스포머의 제 1 권선은 스위칭 트랜지스터를 통하여 전력공급장치에 연결되어 있다. 트랜지스터의 베이스는 펄스발생기에 의해 트리거되고, 상기 펄스 발생기는 0.5㎑ 와 20㎑ 사이의 반복 주파수를 갖는 단일극성 사각형 펄스를 반복적으로 공급한다. 사각 전압의 펄스시간들과 간격 시간들은 특정화되지 않았다.
본 발명의 목적은 방사선의 목표된 발생 효율을 증가시키는 것이다.
본 목적은 청구범위 1항의 특징부에 의해 얻어진다. 본 발명의 추가장점은 종속 청구범위에 자세히 기재된다.
본 발명의 기초 개념은 연속적인 전기 에너지 공급이 각각의 방전시 고전압 밀도에서 조차, 시간주기(Ton- 이하 "공전 시간"으로 표기) 만큼 중단 되도록 반복적으로 펄스화됨으로써 유전체 차단 방전이 작동되는 것을 바탕으로 한다. 각각의 시간 주기의 길이는 추가 전기 에너지의 제공이 목표된 방사로의 비효율적인 전환을 유발하자마자 에너지의 제공, 또는 보다 정확하게 유효 전력의 제공이 중지되고, 일시적인 평균에서 방사 효율이 최적화되도록, 가스 충전물이 목표된 방사를 위한 효율적인 방출을 위해 다시 여기할수있도록 충분히 릴렉스(relax)되자마자 "공전 시간"이 끝나게되는 수요량의 함수이다. 이런 방식으로, 예를들면 전기적 에너지를 UV 방사로 전환시 65% 혹은 그 이상의 효율을 얻을 수 있고, 이것은 통상적으로 동작되는 유전체 차단 방전에 비해 다수배 증가된 효율이다.
정상적인 상황에서, 이것은 그들의 단순히 극성을 변화하는 이상적인 전압 펄스 혹은 전압펄스의 트레인(train)을 포함하며 ; 전압펄스의 총 수(n)는 원칙적으로 무제한이다. 그러나 특별한 경우에는, 규칙적으로 변하는 전압펄스의 트레인도 사용될 수 있다. 최종적으로, 펄스 트레인은 불규칙적일수 있다(예를들면, 효율적인 광 조사시, 사람의 눈에 선명한 특정 광 효과가 생기게 다수의 펄스가 클러스터에 결합된다)
펄스주기(Tpn)동안에, 전압펄스(Upn(t)) 는 전극사에에 인가되고, 유효전압이 제공된다. 원칙적으로 시간에 따른 펄스는 고정된 형태가 아니고 ; 아래와 같이 다양한 형태로부터 선택될 수 있다 :
a) 단극형태 ; 즉, 전압은 펄스시간(Tpn) 동안 전압부호가 바뀌지 않으며 ; 이런 형태는, 사다리꼴, 삼각형, 및 아아크형 전압펄스, 특히 포물선 전압 펄스와 반파사인곡선을 포함하며 ; 양의 값 및 음의 값 모두가 적당하다(제 6a 도 참조, 예에 의해서 음전압 값만이 나타난다).
b) 쌍극형태 ; 즉, 전압은 펄스시간 Tpn 동안에 전압부호가 변한다 ; 이런 형태는 음부호 혹은 양부호로 시작하며 ; 이것의 예는 한 사인파의 양쪽 반파이고 ; 서로 반대부호의 바로 연속하는 2개의 삼각파 ; 서로 반대부호의 바로 연속하는 "사각형" 혹은 사다리꼴파 ; 양 끝은 서로 다르게 상승 혹은 하강시간을 갖는다(제 6b 도 참조) ; 및
c) 단락(a 및 b)로부터 몇몇(바람직하게, 2혹은 3)요소가 시간에 걸쳐 연속된다. 여기서 전압(Upn(t))은 다양한 값, 특히 0의 값을 가정할 수 있으므로, 개개의 요소는 전압이 제로값을 가지는(도 6c 참조) 시간주기에 의해 분리될 수 있다. 특히, 개개의 엘리먼트들은 반복된다.
예시적인 제 6a-c 도는 가능한 전압 형태중 단지 하나의 형태만 보여 준다. 이외에, 다수의 다른 형태가 가능하다. 특히, 전기적 신호는 항상 제한된 상승과 하강시간 및, 오버스윙과 언더스윙을 가지며, 그것은 제 6a-c도에 나타나 있지 않다.
공전 시간(Ton)동안에 전압의 형태에 의한 요구는 필수적으로 유효전력이 공급되지 않도록 전압(Uon(t))이 선택될 수 있다는 것이다. 재점화 전압보다 작은 저 전압값이 보다 긴시간, 선택적으로 전 공전 시간(Ton)동안 지속될 수 있다. 그것은 "공전 시간" 동안에 전압피크가 짧게 발생하거나, 다른말로 펄스 시간(Tpn)보다 적게 되는 것을 가능하게 한다.
Upn에 대한 일반적인 절대값은 몇 킬로볼트이다. Uon은 바람직하게도 oV근처에 있다. Tpn 및 Ton의 값은 통상적으로 마이크로초 범위에 있고, 일반적으로 Tpn은 Ton 보다 상당히 짧다.
본 발명에 따른 방전 동작 조건은 전압 진폭(Upn) 및 여기 파라메터(Tpn, Ton)의 적절한 선택에 의해 얻어진다 ; 이 변수들은 특히 효율적인 동작을 위해 서로에게 적절히 선택된다. 펄스형태는 중요한 역할을 한다.
각각의 경우에 있어서, 3가지 여기 파라메터(Tpn, Ton 및 Upn(t))로 선택되는 값은 유전체층의 두께와 형태 및 전극 구조 뿐만아니라 가스압과 가스 충전물의 형태, 방전 기하 구조에 의해 좌우된다. 만약 방전이 본 발명의 동작 조건하에서 발생한다면, 목표된 방사선 산출량은 최적값을 나타낸다.
방전, 즉 방사선 발생시 주어진 램프 충전물에 대해 발생하는 임펄스 처리율은 전자밀도(ne)와 전자의 에너지 분포에 의해 결정된다. 본 발명에 따른 동작방법은 이런 시간 종속 변수가 방사발생을 위해 펄스형태 혹은 진압 진폭(Upn) 및 여기 파라메터(Tpn, Ton)의 적절한 선택에 의해 최적으로 조절되게 한다.
교류전압 작동모드와 비교해볼 때, 본 발명은 고의적으로 "공전 시간(To)"인 하나의 부가적인 파라미터를 사용하고, 상기 파라메터의 사용으로, 처음에 고전력 밀도에서 조차, 전하 캐리어 밀도의 연대순 및 3차원 진행 및 에너지 분배 함수에 고의로 영향을 미친다. 교류전압이 사용된 선행기술에서, 주파수에 의하여 매우 제한된 의미에서만 이들 변수에 의도적으로 영향이 가해질 수 있다. 본 발명은 처음에, 통상적인 방사원에 대한 대안이 제공되도록 유전체 차단 방전 효율이 산업적으로 유용한 전력밀도로 의도적으로 증가될 수 있게 할 수 있다.
본 발명의 동작 조건은 다음과 같은 사실로 인식될 수 있다. 즉, 다르게 구현되는 대신, 전극 사이에, 통상적으로 필라멘트형 또는 코일형 방전구조인 다수의 방전 구조가 발생하고, 상기 방전 구조는 평면에서 또는 다른 말로 방전에 대해 직각면에서 델타 모양과 유사하다; 상기 방전 구조는 (순시적으로) 양극의 방향으로 각각 확장된다. 이 방전구조는 바람직하게 ㎑범위의 반복 주파수에서 발생되기 때문에, 관찰자는 제 9a 도 사진에 의해 나타난 것과 유사한 방식으로 사람 눈의 시간에 걸친 분해능에 상응하는 "평균" 방전구조만을 감지할 수 있다. 양단부에서 유전체 차단 방전의 전압펄스의 교류극성의 경우에, 가시적 모습은 2개의 델타모양 구조의 중첩이다. 예를들면, 만약 한쪽 단부 혹은 양단부에서 유전체로 차단될 수 있는 2개의 확장된 전극이 서로 마주보며 평행하다면, 다양한 방전구조가 차례로 열을 지어 확장된 전극에 횡적으로 나타난다(제 9a, b 도 참조). 예를들어 적절한 저압에서 적절한 파라메터의 선택으로, 각각의 배열구조가 열을지어 단일 확산모양 방전으로 유도할 수 있다. 예를들면, 방전구조는 투명한 램프 전구에서 직접적으로 관찰될 수 있다.
본 발명의 중요한 장점은 방전관에 공급되는 전기적 에너지 밀도의 변화와 비교하여, 개별 방전구조의 안정성에 있다. 만약 전압펄스의 진폭(Upn)이 증가하면, 다양한 방전구조는 그들 기본적인 모양을 바꾸지 않는다. 일단, 임계치가 넘어서면, 다른 유사한 구조가 하나의 방전구조로부터 생성된다. 전압펄스의 진폭을 증가함으로써 공급된 전력의 증가는, 기재된 개별방전구조 수의 증가를 유도하고, 이들 구조의 품질, 특히 그들의 외형과 효율적인 방사특성은 변하지 않고 남아있다.
이런 전압 펄스의 진폭 증가 행위는 처음에 주어진 방전 체적에 공급될 수 있는 전력이 방전 체적을 최적으로 사용하는 2개 이상의 전극을 사용함으로써 더 적당히 증가될 수 있게 한다. 예를들면, 다수의 외부전극이 방전관의 외부벽에 대칭적으로 배치될 수 있고, 대향하는 하나의 중앙 내부 전극은 방전관 내부에 위치된다. 그래서, 다수의 외부전극을 사용하여 방전관의 체적으로부터 추출될 수 있는 최대 방사 전력이 증가될 수 있는데, 그 이유는 중앙 내부 전극에서 시작하는 방전구조는 각각의 외부전극 방향으로 점화하며, 주어진 전력공급에 상응하여 방전관의 체적을 크게 차지하게 때문이다.
이런 옵션외에도, 만약 전극들이 동축상으로 평행하게 배열된다면, 전력과 광전류가 방전관의 길이에 비례하여 변하는 추가 장점이 얻어진다. 전계가 방전관의 세로축에 대해 직각으로 있기 때문에, 방전관의 길이는 통상적인 관모양 방전 램프에 사용되는 필수적인 점화 전압의 상응하는 상승없이 실질적으로 임의적으로 증가 될 수 있다.
정격 전력에 대해 이런 형태의 방전을 사용하는, 전극의 수와 방전관의 체적 또는 점화 방전구조가 점화되는 평면은 고려되어야 한다. 직경 24㎜, 길이 50㎝ 관모양 튜브에 대해 충전가스로서 크세논과 전기적으로 효율적인 15W 의 전력이 "방전면"에 도입될 수 있다.
만약 Tpn 및/혹은 Ton 및/혹은 Upn(t)가 적절히 선택되지 않는다면, 가스챔버로부터 다소 예리하게 분리되는, 얇고 밝게 빛나는 "방전 필라멘트"가 통계학적으로 발생한다. 본 발명에 따른 방전구조를 희생시켜, 방전구조는 제 10b도의 사진으로부터 알 수 있듯이, 방전관내의 넓은 영역에 걸쳐 확장할 수 있다. 이 "방전 필라멘트"는, 본 발명의 작동 조건의 방전 모양으로부터의 스펙트럼 방사 분포 및 모양에서 양쪽이 가시적으로 매우 다르고, 다른 결과중에서 증가된 켄치(quench)율과 관련된 증가된 전하 캐리어 밀도를 유발하는 작은 단면 영역내의 전류 운송을 집중시켜서 결과적으로 목표된 방사 발생 효율이 감소하기 때문에 바람직하지 않다.
이 현상으로부터, 본 발명에 따른 동작모드에 대한 Upn(t), Tpn 및 Ton의 적절한 값을 얻기 위한 일반적인 규정이 유도될 수 있다. 방전의 점화후, 목표된 전기적 방전이 본 발명의 동작조건하에서 도입되게 Upn(t), Tpn 및 Ton이 선택되어야 한다 ; 즉, 상기된 방전구조는 가시화된다. 실제적으로, 이들 방전구조의 존재로 전자밀도 및 전자 에너지 분포함수 모두가 손실 공정을 최소화하는 값을 가정한다는 것이 발견되었다.
각각의 상기된 3가지 동작 피라메터들은 연대순으로 및 방전 캐리어 밀도의 3차원 구조뿐만 아니라 전자에너지 분포함수에도 영향을 미친다. 상기된 변수들에 끼친 다양한 영향들이 여러 가지 이름으로 발표되었기 때문에, 하나의 파라메터의 선택은 효율적인 방전모드를 얻기 위하여 남아있는 파라메터에 대해 넓은 범위의 값을 가진다. 전압펄스의 진폭(Upn)에 대한 일반적인 값은 충진압력의 단위 파스칼당 및 스파킹 간격의 단위 센티미터당 0.01 과 2v 사이의 범위에 있다 ; 펄스시간(Tpn)과 공전시간(Ton)은 각각 1ns 내지 50㎲의 크기 정도 및 500ns 내지 1ms 이다.
본 발명은 동작모드에 대해, 동작압력은 바람직하게 100pa 및 3MPa 사이에 있다. 중간압력 범위에 있어서 (예를들면, 10kPa), 바람직하게 이것은 스파킹 간격의 단위센티미터당 100V 및 20KV 사이의 범위에서 전압펄스의 진폭(Upn)을 의미한다. 고전압 범위에 있어서(예를들면, 1MPa), 바람직하게 이것은 스파킹 간격의 단위 센티미터당 10KV 및 200KV 사이의 범위에서 전압펄스의 진폭(Upn)을 의미한다.
전기적인 안전을 위하여, 아마도 외부 전극은 접지에 연결되고 내부 전극은 고전압에 연결된다. 그러므로서 전압을 유지하는 접촉부에 대한 광범위한 보호가 가능하다. 전극을 포함하는 방전관은 밀봉된 전구안에 놓여질 수 있다. 따라서 만약 외부전극 혹은 전극들이 접지 전위에 연결되지 않았다 하더라도 접촉보호가 얻어진다. 전해질을 포함하는 임의의 전류운반 물질들은 전도성 전극물질로서 사용될 수 있다.
한 단부에 유전체 차단 방전에 대해, 즉 적어도 하나의 유전체로 차단되지 않은 전극이 가스 챔버내 방전관 내부에 배치되고 펄스주기의 초기에, 이 내부 전극이 (전력 유도 측면에서 중요하지 않은 침상 예비 펄스를 제외하고) 유전체 차단 전극에 비해 음의 극성을 제공하는 것이 필수적이다.
그후, 펄스주기동안에 극성이 교번할 수 있다.
본 발명에 따른 동작모드는, 그것이 바람직한 효과를 상실 혹은 변경하지 않고, 양단부에서(모든 전극은 방전과 그 자체일 수 있는 유전체에 의해 방전으로부터 분리됨)유전체 차단 방전에 적절하다. 모든 전극이 유전체로 차단된 경우에는, 극성의 순차적 연속과 극성 그 자체는 어떤 역할도 하지 않는다.
원칙적으로, 전극은 모든 가스 챔버 외부, 예를들면 방전과 외부표면에 배치될 수 있거나, 그들중의 몇몇은 외부에 배치되거나, 몇몇은 내부에 배치될 수 있고, 그들 모두는 가스챔버에서 방전관 내부에 배치될 수 있다. 마지막 경우에 있어서, 그들중의 최소한 하나는 유전체로 코팅되거나 공정에서 다른 전극과 반대 극성을 제공하는 것이 반드시 필요하다.
특히, 활성(aggressive) 매개체가 방전관 내부에 배치될 경우에, 내부 전극 혹은 전극들의 부식이 효과적으로 예방될 수 있도록 전극의 어느것도 매개체와 직접 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 이것은 방전관 외부에 모든 전극을 배치하거나, 유전체 층을 가지는 방전관내에 위치한 전극들을 둘러쌈으로서 이루어 질 수 있다.
본 발명에서, 큰 영역의 전극은 필요없다. 전극에 의한 방사의 쉐이딩(shading)은 아주 적다. 유전체 차단 전극에 대해, 이 전극 영역 주위와 유전체와 접촉하는 전극의 비는 다행스럽게 가능한 적다. 특히 바람직한 실시예에서, 유전체 차단 전극은 방전관의 외부벽에 제공된 좁은 스트립으로서 형성된다. 그리드 네트워크, 구멍난 판 등 그리드형 외부 전극이 적절하다. 방전관 체적의 최적 활용을 위해 내부전극은 바람직하게도 방전 방향으로 가능한 최소의 길이를 갖는다.
한단부 혹은 양단부에서 차단 방전은 가능한 다수의 방전관 기하 구조를 달성하는 것이 가능하고, 상기 기하 구조는 특히 일반적으로 동작하는 유전체 차단 방전, 예를들면 : EP-A 0 385 205, 유럽특허 0 312 732, EP-A-0 482 230, EP-A 0 363 832, EP-A 0 458 140, EP-A 0 449 018 및 EP-A 0 489 184 에 기재된 모든 것을 포함한다.
작은 단면부의 방전관에 있어서, 전극들은 대응하는 양극 및 음극 사이의 간격이 가능한 크게 되게 전극이 배치되어야 한다. 예를들면, 작은 단면부의 원통형 방전관에 대해, 내부 전극은 바람직하게 방전관 내부에 배치되고, 외부 전극은 외부벽에 대향하여 정반대로 배치되어 있다. 방전통로의 확장은 전극을 나눔으로서 보강될 수 있다. 이 때문에, 내부 및 외부전극이 교대로 두 개의 다른 영역을 갖고, 그안에서 각각 방전이 시작되고 억압된다. 그다음 전극들은 두 개의 다른 영역들이 각각 서로 마주보도록 배치된다. 이것은 방사선 방전구조를 억압한다. 내부방전은 반대편 전극의 다음 인접하는 영역에 대해 경사적으로 점화된다. 예를들면, 이것은 전극이 부가적인 유전체 층을 가진 교유영역을 갖음으로써 수행될 수 있다.
큰 단면의 경우에 있어, 내부전극은 바람직하게 방전관 내부중심에 배치되어 있고, 다수의 외부전극이 외부벽 주위에 대칭적으로 분포되어 고정된다.
본래, 방전관의 형태는 필수적인 방식으로 특정화되지 않는다. 의도된 응용에 따라, 방전벽은 적어도 한 개구부내에서 목표된 방사에 대해 요구된 투명도를 가지는 물질이어야 한다. 고전압이 인가된 유전체 차단부는, 붕규산 유리 예를들면, 듀란(스코트가 만든), 석영 유리, Al2O3, MgF2, LiF, BaTiO3등과 같은 뚫기 실험에 사용되는 전기적 절연물질(유전체)이다. 방전구조는 유전체 두께와 형태에 의해 변화될 수 있다. 특히, 비교적 낮은 유전체 상수를 갖는 충분히 두꺼운 유전체는, 본 발명에 따르면 비교적 낮은 전자밀도를 갖는 방전구조의 발전의 강화, 혹은 다른말로 고전자밀도 및 전류밀도를 갖는 바람직하지 않은 방전구조의 발전을 피하기 위해서 적합하다. 쉬운말로, 이것은 변위 전류밀도에 의해 야기되는 유전체 양단 국부 전압 강하는 유전체의 두께에 비례하고 유전체 상수에 역비례하는 사실의 결과이다. 다른 한편으로는, 유전체에서의 전압 강하는 전류밀도의 증가를 방해한다. 방사의 스펙트럼 구성은 가스 충전물에 좌우되며 가시광선, 자외선 혹은 적외선내에 있을 수 있다. 가스충전물로서, 본래 적절한 예는, 엑시머 혹은 엑시플렉스레이저(예를들면 아이.에스.라코바 및 에스.아이. 야코벨렌코 ; "엑시플레스 레이저의 능동 매체" 1980, 4 소브, 제이, 퀸텀 권.10(4), 389 페이지 및, 1984, 스프링거 "엑시머 레이저" 편집자 씨, 케이, 로드스)에 사용된 충전물 뿐만아니라 독일특허 DE-OS 40 22 279 혹은 유럽특허 EP-A O 449 018, EP-A 0 254 111, EP-A 0 324 953, 및 EP-A 0 312 732에 기재된 통상적으로 작동되는 유전체 차단 방전에 사용될 수 있는 모든 충전물이다. 이것은 노블가스와 노블가스 혼합물, 할로겐 혹은 할로겐 화합물과 노블가스의 혼합물, 금속증기와 금속증기 혼합물, 금속증기와 노블가스의 혼합물, 금속증기 및 할로겐 혹은 할로겐 화합물과 노블가스의 혼합물, 및 각각의 하나 혹은 상기 성분에 부가될 수 있는 다음 엘리먼트의 개별물 또는 결합물을 포함한다. : 수소, 중수소, 산소, 질소, 질소산화물, 일산화물, 이산화탄화물, 황, 비소, 셀레늄 및 인. 엑시머 방전에 있어 UV발생은 본 발명의 작동모드 때문에 효율이 높고, 특히 UV 고전력 방사체의 추가 응용분야를 열어주고, 예는 유럽특허 EP-A 0 482 230에 언급되어 있다. 특히 이 분야는 포토레지스트를 굳게하고, 표면을 세척하고, 먹는 물을 소독하는 등의 광화학적 처리와, 환경기술에서 UV방사에 의한 오염을 줄이는 것을 포함한다. 특히 마지막 언급한 사용 분야에 대해, 방전벽에 의한 단파부분의 방사의 감쇠를 피하기 위해 매체 근처에서 발생하기 위한 방전이 방사되거나 다른말로 하면 용접밀폐 방전관이 사용되지 않는 것이 바람직하다. 특히 UV 혹은 VUV방사의 생성에 있어, 결정적인 추가장점이 발생하고, 이런 추가장점은 본 발명의 동작모드로 얻을 수 있는 높은 UV산출량이며 : 선행기술에서 발견되는 방사밀도의 UV 또는 VUV방사체와 대조적으로, 그것은 수냉이 필요없게 한다. 다른 바람직한 응용은 광이며, 여기에서 적절한 형광물질에 의한 UV방사는 전자기적 스펙트럼의 가시영역으로 전환된다.
본 발명의 추가장점은 아래와 같다 ; 외부전력 제한이 필요없고 ; 램프는 희미하고 ; 그것은 다수의 램프가 단지 단일 전압공급원과 병렬로 작동되게 하고 ; 방사발생의 고효율이, 광기술에서 요구된 전력밀도에서 동시에 얻어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 방전으로 발생되는 광을 특히 적절한 스펙트럼 범위로 전환하기 위해, 방전관에는 형광물질의 층이 제공된다. 형광물질 코팅은 저압 및 고압램프에 사용될 수 있다. 형광물질 혹은 그 자체로 알려진 혼합물이 이것을 위해 사용될 수 있다. 형광램프에 대해, 블루, 그린 및 레드 발광 형광물질들의 결합은 적절한 것으로 증명되었다. 특히, 적절한 블루 형광물질은 유러퓸 2가로 반응하는 바륨 마그네슘 알루미늄이다(BaMgAl10O17:Eu2+)형광물질로 반응하는 테르븀 혹은 망간은 그린성분으로 적절하다. 예를들면 이트륨 산화 규산염(Y2SiO5: Tb)혹은 란탄인산염(LaPO4:Tb)로 반응하는 테르븀, 혹은 망간 2가로 반응하는 아연규산염 혹은 마그네슘 알루미늄 각각(Zn2SiO4: Mn 혹은 MgAl2O4: Mn)이다. 바람직한 레드성분은 이트륨 산화물 혹은 이트륨 붕산염 및/혹은 가돌리늄과 같이 3가 유러퓸으로 반응하는 형광물질중에서 발견된다. 특히, 이들은 YBO3: Eu3+, GdBO3: Eu3+, 및 혼합된 붕산염(Gd, Y)BO3: Eu3+이다.
따뜻한 색 광을 갖는 램프에 대해, 일반적 형광램프에 대하여 이미 알려진 공정에 따라, 블루성분의 비율이 줄어들거나 혹은 선택적으로 전부다 빠질 수 있다.
특별한 색 재생특성이 있는 램프에 대해, 블루-그린 스펙트럼 범위에서 발광하는 성분은 유러븀 2가로 반응하는 형광물질이 적절하다. 이 응용에 대해, 스트론튬 보로포스테이트 Sr6BP5O20: Eu2+가 적절하다.
특히 본 발명은 형광램프 분야에 큰 발전을 이룩한다. 처음에, 램프는 수은 충전물이 없어도 되고 그럼에도 불구하고 일반적인 형광램프와 매치되는 내부 UV 효율을 얻는다. 일반적인 형광램프와 비교하여, 아래의 부가 이익이 얻어진다. 전구의 흑화 및 광전류상 주위온도 영향없이 문제없는 냉 스타팅이 가능하다. 더욱이, 사용 수명을 단축하는 전극(에미터 페이스트가 있는 글로우 음극과 같은), 중금속, 방사성 성분(글로우 점화스위치)이 필요없다. 글로우 음극을 갖는 방전램프 및 백열전구와 다르게, 방사는 눈에 띄는 지연없이, 전극에 작동 전압의 인가후 바로 방출된다(순수 방전의 발광에서 지연은 약 10㎲ 형광물질을 포함할 때 약 6ms이다. 백열전구의 응답시간과 비교하여 약 200ms 범위에 있다.이것은 교통등 시스템, 교통신호 및 신호 등의 사용에 유용하다.
본 발명은 몇몇의 실시예에 의해 더 자세히 기재될 것이다. 도면과 함께 개략적으로 나타내면 :
제1도는 새로운 방법에 의해 동작될 수 있는 본 발명에 따른 막대모양 방전램프의 한 실시예의 세로부분 단면도 ;
제2a도는 제1도에 나타난 방전램프의 A-A 선을 따른 단면도 ;
제2b도는 본 발명에 따른 방전램프의 더 실시예를 통한 단면도 ;
제2c도는 본 발명에 다른 방전램프의 추가 실시예를 통한 단면도 ;
제3a도는 본 발명에 따른 제1도에 나타난 한 단부에 유전체 차단방전램프의 양극과 음극 사이의 전압형태의 개략적인 도 ;
제3b도는 본 발명에 따른 양단부에 유전체 차단 방전램프의 동작에 대해서만 사용될 수 있는 전압 형태의 개략적인 도 ;
제4a도는 본 발명에 따라 새로운 방식에 의해 작동될 수 있는 방사체 면적의 형태에 방전램프의 추가 실시예의 부분 평면도 ;
제4b도는 제4a도에 도시된 방전램프를 통한 단면도 ;
제5a도는 본 발명에 따라 새로운 방법에 의해 동작할 수 있는 에디슨 스크류-타입 베이스를 갖는 보편적 램프의 형태에서 방전램프의 추가 실시예의 측면도 ;
제5b도는 제5a도에 나타난 방전램프의 라인 A-A 라인을 따라 절단한 단면도 ;
제6a도는 본 발명에 따라 음을 갖는 전압펄스 Up(t)의 몇몇 단극 형태의 개략적인 도 ;
제6b도는 본 발명에 따라 전압펄스 Up(t)의 몇몇 쌍극 형태의 개략적인 도 ;
제6c도는 본 발명에 따른 제6a도 및 제6b도의 각각의 엘리먼트를 결합함으로써 생성되는 전압펄스 Up(t)의 몇몇 형태의 개략적인 도 ;
제7도는 본 발명에 따른 동작모드에서 전압 Up(t), 전류I(t) 및 전력p(t)=U(t)·I(t)의 전시간동안 측정된 도(173hpa 크세논, 펄스 주파수 : 25kHz) ;
제8도는 수정된 시간축을 갖는 제7도에 따른 도 ;
제9a도, 제9b도는 본 발명에 따른 방전구조의 사진 ;
제10a-d도는 목표되지 않은 방전구조의 전송 사진 ;
본 발명은 제 1도와 관련하여 단순한 실시예로 기재될 수 있다. 길이 방향 부분 단면도는 200hpa의 압력에서 크세논으로 채워지는 중간압 방전램프(1)를 도시한다. 590mm의 길이를 갖고, 24mm의 직경, 0.8mm의 벽 두께를 가지며, 세로축을 형성하는 원통형 유리 방전관(2)내에는 직경이 2.2mm막대모양의 특별한 철로된 축과 평행한 내부전극(3)이 있다. 방전관(2) 외부에는 축과 평행하고 전압공급장치와 전도적으로 연결되어 있는 전도성 은의 2개의 2-밀리미터-넓은 스트립(4a,b)을 포함하는 외부 전극이 배치된다. 본 실시예에 도시된 바와 같이 개개의 방전을 방해하지 않도록 금속링이 충분히 좁게 형성되는 것이 주의되어야 한다. 변형에서 전도성 은 스트립(4a,b)은 공급 전압부에 분리되게 연결될 수 있다. 내부전극(3)은 베일-형태의 전력리드(14)와 전기 전도적으로 연결되어 있다. 전력리드(14)는 크림프(15)(crimp)를 통하여 외측에 유지되며, 접시모양 멜트 마운트(16)에 의해 방전관(2)에 가스기밀 방식으로 결합되어 있다.
이 전형적인 실시예의 변형에 있어서, 방전관은, 예를 들면 금속링 영역에서 구슬형태로 확장된 직경을 가진다. 이것은 금속링 영역에서 간섭 와류 방전의 발생을 막는다. 상기 실시예의 특히 바람직한 변형에서, 막대기 모양의 내부 전극은 오직 한 단부에 제 1접시모양 멜트 마운트에 단단하게 결합되어 있다. 내부전극의 다른 단부는 틈을 가지는 형태로 제 2 접시모양 멜트 마운트에 동축상 및 중심에 고정된 실린더 모양 튜브에 느슨하게 인도된다. 이것은 고에너지 전력에서 오랜 기간동안 동작으로 가열된 내부 전극이 축 방향으로 방해없이 확장할 수 있는 장점을 가진다. 그렇지 않으면, 예상하지 않은 긴장이 방전관 물질에 생길 수 있으며, 및/혹은 전극이 약해질 수 있다. 상기된 이들 변형의 장점은 본 발명의 작동모드에 유익한 효과로만 제한되지 않고, 유사한 형태의 모든 램프에 대해 근본적으로 적절하다.
제 2a도에서 제 1도의 방전램프를 통한 단면도를 보여준다. 내부전극(3)은 중앙에 배치되고, 두 전극(4a,b)은 방전관(2)의 외부벽의 주위에 대칭적으로 분포된다.
본 발명에 따른, 방전램프(1)의 동작을 위한 필수 전압공급장치의 기본 설계가 개략적으로 제 1도에 나타나 있다. 펄스 트레인, 즉, 전압펄스의 지속시간과 형태 및 공전 시간의 지속시간은 펄스 발생기(10)에서 발생되고, 발생기(10)옆의 전력 증폭기(11)에 의해 증폭된다. 펄스 트레인은 도 3에서 나타나듯이 개략적으로 나타난다. 고전압 트랜스포머(12)는 전력 증폭기(11)의 신호를 필요한 고전압으로 변환시킨다. 램프는 펄스화된 직류전압으로 작동된다. 이것은 제 3a도에 나타난 음의 시각 펄스를 포함한다. 음의 사각 펄스는 아래의 파리메터를 포함한다 : 펄스시간 TP=2㎲, 공전 시간 TO=2㎲, TP 동안 전압 진폭 : -3kV, TO 동안 전압 진폭 UO ; OV.
방전관의 내부벽은 형광물질의 층(6)으로 코팅되어 있다. 이 전형적인 실시예의 방전에 의해 방출되는 UV방사선은, 램프가 특히 조명에 적합하도록 광 스펙트럼의 가시영역으로 전환된다. 상기 층은 아래의 성분 : 블루 성분은 BaMgAl10O17: EU2+, 그린 성분은 Y2SiO5: Tb, 및 레드 성분은 Y2O3: Eu3+을 갖는 3-밴드 형광물질을 포함한다. 그래서, 37 Im/W의 광 산출량이 얻어진다. 4000K의 색온도에서, Ra>80 은 색재생 특성으로 얻어진다. 형광물질의 도움으로 확인할 수 있는 VUV의 산출은 거의 65%이다. 이 램프의 동작 데이터와 충전물의 다른 예가 아래의 테이블로부터 알 수 있다. 테이블에서 p는 가스압을 나타내고, Up는 전압펄스의 최대값을 나타내고, up는 스파킹 간격(1.2㎝) 및 압력에 언급된 전압펄스의 최대값을 나타내고, etavuv는 얻어지는 VUV 산출량을 나타낸다. 인가된 전력은 각각의 경우에 18W였고, 펄스 지속시간 TP(상승과 하강 사이의 시간길이는 거의 최대값의 10%)은 1.5㎲(1㎲의 반값 진폭에서)였고, 공전 시간 TO는 거의 27㎲였다.
테이블 :
제 2b도는 다른 전형적인 실시예를 나타낸다. 내부전극(3')은 실린더형 방전관(2)의 세로축에 평행하게 내부벽의 경계에서 중심에서 벗어나게 배치되어 있다 ; 외부전극(4')은 반대편 외부벽에 배치되어 있다. 이 배치는 한편으로 방전이 방전관내에서 직경방향으로 연장하고 다른 한편으로 외부벽이 외부전극으로 전도성 은의 스트립으로 덮혀져 있기 때문에 ; 즉, 방사면적이 제 2a도에서 처럼 제 2 외부전극에 의해 더 줄어들지 않기 때문에 작은 단면부의 원통형 방전관에 특히 유리하다.
제 2c도의 전형적인 다른 실시예에서, 내부전극(3)은 제 2a도에서 처럼 방전관(2) 내부 중심에 배치되어 있다. 4개의 외부전극(4'a, 4'b, 4'd, 4'e)은 대칭적으로 배치되어 있고, 방전관(2)의 외부벽 주변에 배치되어 이 구성은 큰 단면, 즉 큰 밀봉면적을 가지는 방전관에 적합하다. 그 결과, 방전은 제 2a도 혹은 제 2b도에 나타난 제 1 평면 뿐 아니라, 추가로 제 2 평면에서도 점화되고, 방전관(2)의 체적로 인해 제 2a 및 2b도의 전형적인 실시예의 경우보다 방사 발생이 더 유용하다.
다른 실시예에서, 제 1도의 막대모양 램프의 내부벽은 형광물질 코팅이 아니라, UV 혹은 VUV 방사-예를 들면, MgF2, Al2O3혹은 CaF2코팅을 반영하는 코팅이다 ; 바람직하게 램프축에 평행한 내부벽의 좁은 스트립만이 코팅되어 있지 않다. 외부전극은 UV 혹은 VUV방사가 이들 스트립을 통하여 손실되지 않게 방사될 수 있게 배치되어 있다. 이 실시예는, 예를 들어 인쇄물의 조명을 위해 넓어진 대상의 효율적인 VUV 방사에 특히 유효하다. 이 실시예의 바람직한 변형에서, 내부전극은 제 2 외부전극에 의해 재배치된다. 그 결과로서, UV 혹은 VUV방사는 코팅부에서 손실되지 않게 반사될수 있고, 스트립과 같은 투명한 영역을 통해 외부로 방출될 수 있다.
제 3a도에서 본 발명에 따르면, 한 단부에서 유전체 차단 방전이 바람직한 내부전극(음극)과 외부전극(양극)사이의 전압의 펄스 형태가 개략적으로 나타나 있다. 전압형태는 내부전극에서 전압펄스가 음신호로 시작하고, 공전 시간에 의해 분리되는 시간동안, 제 3a도는 전형적인 실시예로부터 벗어날 수 있다.
제 3b도는 펄스에서 펄스로 변하는 극성을 갖는 펄스형태를 개략적으로 나타낸다. 이것은 양단부에서 유전체 차단 방전에 대해 적합하다 ; 제 1 펄스는 임의의 극성으로 시작할 수 있다.
제 4a는 평면도를 나타내고, 제 4b도는 한 단부가 유전체로 차단된 방전램프의 다른 실시예를 통한 단면부이고, 그것은 새로운 방법으로 작동될 수 있다. 상기 새로운 방법은 방사면적(7b)과 상기 상부 방사면적에 평행한 하부 방사면적(7b)을 갖는 방사체 영역이며, 상기 표면에 대해 내부전극(3)과 외부전극(4)은 직각으로 배치되며, 다수의 평행한 방전챔버(8)가 형성되도록 교대로 배열된다. 인접한 외부 및 내부전극은 가스로 채워진 방전챔버(8)와 유전체 층에 의해 분리되며, 인접한 내부전극들은 유전체 층에 의해서만 분리된다. 본 발명에 따른 동작방법은 단지 단일 전압공급장치(13)를 갖는 다수의 평행하게 연결된 방전 챔버(8)를 전기적으로 공급가능하다. 방전관의 내부벽은 발광물질층(6)으로 코팅되어 있다. 방사체 영역은 양단부상에서 유전체 차단 방전챔버들을 함께 둠으로써 똑같이 달성할 수 있다.
제 5a도는 측면도를 나타내고, 제 5b도는 방전램프의 다른 실시예의 단면도를 나타낸다. 상기 방전 램프는 에디슨 베이스(9)를 갖는 일반적인 램프에 대한 외부형태와 유사하고, 새로운 방법에 의해 작동될 수 있다. 방전관(2)의 내부에 확장된 내부전극(3)은 중심에 배치되며, 그 단면은 플러스 부호나 대칭 십자모양으로 형성된다. 방전관(2)의 외부벽상에 있는 4개의 외부전극 4'a, 4'b, 4'd, 4'e은 내부전극(3)의 4개의 긴 측면을 마주보게 서로 배치되어 있고, 방전구조는 램프의 세로축에 교차하고 서로 직각인 두 평면에서 점화된다.
상기 실시예의 바람직한 추가 변형에서, 내부전극은 직경 2mm를 갖는 특별한 철로 된 원형 단면의 막대를 포함한다. 상기 막대는 0.7mm 두께 유리의 원형-원통모양 방전관 내부에 중심축에 위치된다. 방전관은 거의 50mm의 직경을 갖고 있고, 베이스로부터 먼 단부에 내부전극의 베이스로부터 먼단부가 안내되는 펌프 첨단부를 갖고 있다. 방전관의 내부는 173hPa의 압력으로 크세논이 채워진다. 외부전극은 방전관의 외부벽에 균일하게 및 동축상으로 평행하게 분포된 길이 8cm와 넓이 1mm의 전도성 은의 12개 스트립에 의해 형성된다. 외부전극은 외부벽에 부착된 전도성 은의 고리모양의 스트립에 의해 베이스의 영역에 서로 전도적으로 결합되어 있다. 방전관의 내부벽은 형광물질의 층(6)으로 코팅되어 있다. 이것은 블루 성분 BaMgAl10O17: Eu2+, 그린 성분 LaPO4: (Tb3+, Ce3+) 및 레드 성분(Gd,Y)BO3: Eu3+를 갖는 3-밴드 형광성 물질이다. 그래서 40 Im/W의 광산출이 얻어진다. 색온도는 4000K이고, CIE의 색 표준 테이블하의 색깔위치는 좌표 x=0.38 및 y=0.377을 갖고 있다. 전압 U(t), 전류 I(t), 및 전력 P(t)=U(t)·I(t)의 전시간의 경과가 제 7도로부터 보여질 수 있고, 다른 시간척도로 제 8도에 보여질 수 있다. 외부전극에 대해 내부전극의 전압의 최대 값은 거의 -4kV이다. 펄스 지속시간(최대값의 반에서 시간의 길이) 및 공전시간은 각각 거의 1.2㎲ 및 37.5㎲이다. 제 8도에서, 보다 적은 진폭의 4개의 예비 펄스가 전압원 U(t)의 제 2 주기 펄스전에 분명히 나타난다. 전류 I(t)와 전력 P(t)의 주기로부터 알 수 있듯이, 이들 예비 펄스 중에는 전류의 흐름이 없고, 결과적으로 전력은 가스에 제공되지 않는다. 그런 예비 펄스는 본 발명에 따른 동작모드에 아무런 해가 없다. 25kHz의 펄스 주파수에서 약 65%의 VUV 산출이 얻어진다.
상기 실시예의 또다른 변형에서, 방전관은 UV 혹은 VUV 방사에 슈프라실-석영유리(허라우스 쿠아쯔쉬멜쯔 지엠비에니치에 의해 만들어진)와 같은 투명한 물질을 포함하고, 그것은 VUV방사기, 예를 들면 광화학적으로 적합하다. 추가변형에서, 내부 전극은 유리로 코팅된다. 이것은 특히 노블 가스 할로겐화물과 같은 활성(aggressive)매체가 사용되었을 때 유익하며, 이런방식으로 인해 내부전극의 부식을 피할 수 있다.
제 9a, b도에서 본 발명에 따른, 단일전극 전압 펄스가 발생되는 방전구조의 사진을 나타낸다. 제 9a도는 양단부에서 유전체로 차단된 방전관에 관한 것이다. 원형-원통형 관모양 유리 방전관 외부벽상에는 2개의 직경방향으로 반대이고 축방향으로 배치된 스트립형 외부전극이 배치된다. 방전관 내부 및 2개의 외부전극의 접속 평면에서 초록색의 삼각형 모양의 방전구조가 열을 지어 배열되어 있다. 삼각형 모양의 방전구조의 좁은 첨부가 음극쪽 내부벽에서 시작하여 방전관의 양극측 내부 벽과 만날때까지 확장된다. 제 9b도는 한 단부가 유전체로 차단된 방전을 나타낸다. 이 방전 장치는 부가적인 금속 막대모양 내부전극만이 9a도의 방전배열과는 다르다. 상기 내부 전극은 음극으로 작동하고 방전관 내부에 축상 중앙에 배치된다. 내부전극의 표면으로부터, 다양한 삼각형의 방전구조는 2개의 외부전극중 하나를 향하여 넓어진다. 특히 9b도에서, 방전구조는 균일하게 확산되게 조명되는 것이 도시된다. 그들 좁은 음극 단부지점에서만, 퍼센트적으로 매우작은 다소 밝은 조명 지역을 가진다. 더욱이, 높은 균일성은 서로 비교해서 다양한 구조의 광 밀도분포와 형태에 대해서 및 다양한 구조사이의 간격에 대해서도 뛰어나다.
다수의 이상적인 구조는 제 10a-d의 사진 도면과 현저한 대조를 이룬다. 이 순서대로, 사진은 예상하지 않은 방전구조 쪽으로 점차적인 변이를 나타낸다. 제 10a도에서 방전배열은 제 9b도의 방전배열과 똑같고, 본 발명에 따른 몇몇 삼각형 모양의 방전구조는 여전히 보일 수 있다. 방전배열의 사진의 좌측 하부 영역에서, 구조는 Y 와 유사한 형태로 이미 진행되었다.
이 사진의 상부영역에서-이미지의 중앙의 다소 왼쪽에-필라멘트 모양의 밝게 빛나는 형광구조는 오른쪽에서 상기 형광구조와 인접한 몇몇 삼각모양 방전구조를 희생하여 이미 진행되었다. 방전관의 내부벽에서 증가된 광밀도는 이 영역에서 슬라이딩 방전을 나타낸다. 제 10b도에 나타난 방전영역은 제 10a도와 비교하여 UV효율이 더 줄어들었다. 이 영역에 본래 있던 구조의 수는 더 줄어들었다. 10c 및 10d도는 양단부(제 9a 도와 상응하는 방전배열)와 한 단부에서 유전체 차단 방전에 관한 것이다. 양쪽 경우에서, 필라멘트 모양의 구조만이 보일 수 있다. 양극영역에 있어, 2개의 스트립 모양의 슬라이딩 방전은 방전관의 내부벽에 보일 수 있다. 그들은 아크모양으로 밝게 조명되는 구조를 형성하기 위해 Y와 같은 모습으로 나타난다. 대향하는 음극측 내부벽에서, 이 구조는 다시 2개의 유사한 스트립 모양의 슬라이딩 방전(10c 도)으로 나누거나 한 단부에서 유전체 차단 경우 음극에서 끝난다.
본 발명은 전형적인 실시예에 나타난 것에 제한되지 않는다. 특히, 다양한 전형적인 실시예의 다양한 특징들이 서로 결합하여 적절하게 될 수 있다.

Claims (25)

  1. 전기적으로 비전도성 물질의 적어도 부분적으로 투명한 방전관(2)은 가스충전물(5)로 채워지며, 적어도 두 개의 전극(3,4)은 가스충전물(5)의 근방에 배치되고 공급라인에 의해 전기에너지 공급장치(10-12)에 연결되어 있으며, 적어도 하나의 전극(4)과 가스충전물(5) 사이에 유전체층이 놓여있는, 유전체 차단 방전에 의하여 방전 램프(1)와 같은 비간섭성 방출방사원을 동작시키는 방법에 있어서, 상기 전극(3,4)사이의 전기에너지 공급장치는 하나의 전압 펄스 트레인을 공급하며, 상기 개개의 펄스(n)는 시간에 따른 전압(Upn(t))과 약 1ns 내지 50㎲정도의 값을 갖는 지속시간(Tpn)을 특징으로 하고, 상기 각각의 펄스(n)는 전압펄스(Uon(t))와 약 500ns 내지 1㎳정도의 값을 갖는 공전 시간의 지속시간(Ton)에 의해 다음 펄스(n+1)와 분리되며, 상기 전압펄스(Upn(t))는 지속시간(Tpn)동안에는 우세하게 유효 전력이 가스충전물(5)에 제공되도록 선택되는 반면, 공전시간(Ton) 동안에는, 전압 펄스 Uon(t)는 가스층전물(5)이 특정 이전 전압펄스(Upn(t)) 이전의 상태와 유사한 상태로 복귀할 수 있도록 선택되어지며, 상기 변수(Upn(t), Tpn, Uon(t), Ton)는 상기 전극(3,4) 사이에서 비교적 저전류 밀도의 방전구조가 생성되도록 서로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압펄스 Upn(t)는 단극이며, 단극의 경우에 상기 방전은 각각 삼각형 모양의 방전구조를 개선시키고, 그에 상응하게 양단부에서 유전체로 차단된 방전의 소정의 교번 극성은 모래시계와 유사한 두 개의 방전구조의 거울 이미지 형태의 중첩을 생성하고, 상기 개개의 방전구조 사이의 간격은 제한된 경우에, 전체 방전 평면이 일종의 커텐 모양 구조로 방사되는 방식으로 감소될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지속시간(Ton)은 각각의 방전구조 체적의 시간에 따른 평균값이 최대가 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 또는 제2항에 있어서, 전극(3,4) 사이의 전압펄스(Upn(t))에 대한 지속시간(Tpn)동안, 상기 지속시간 값은 방전의 재점화 전압에 적용되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 지속시간(Tpn과 Ton) 및 전압펄스(Upn(t)와 Uon(t))는 충진압력, 충전형태, 스파킹 간격, 유전체, 전극 구조에 따라 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전압펄스(Upn(t))는 삼각형, 사각형, 사다리꼴, 계단형, 아아크형, 포물선형, 사인파형의 기본 형상중 하나이상의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 지속시간(Tpn)중에, 상기 전극 (3,4) 사이의 전압펄스(Upn(t))에 대한 최대값은 유전체에 의해 야기되는 재점화전압 더하기 전압강하와 적어도 같도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전압펄스의 최대값은 충진압력의 단위 파스칼당 및 스파킹 간격의 단위 센티미터당 0.01 과 2V 사이의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 제6항, 제7항, 또는 제8항에 있어서, 상기 비교적 저전류 밀도의 방전구조는 유전체층의 적절한 두께와 비교적 낮은 유전체 상수에 의해 강화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전압펄스는 주기적인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 유전체 층은 적어도 한 전극에 대하여 상기 방전관(2)의 벽에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전극 표면의 원주 대 상기 유전체와 접촉하는 전극 표면의 영역의 비는 가능한 한 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 한 단부에서 유전체로 차단된 방전의 경우, 유전체로 차단되지 않은 전극 혹은 전극들(3)의 전압펄스(Upn(t))는 전력의 제공이 유효 전력 공급에 있어서 무의미한 양의 전압 피크를 제외하고 음 전압으로 시작하는 동안에 유전체로 차단되지 않은 전극 혹은 전극들(4)과 비교하여 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 한 단부에서 유전체로 차단된 방전의 경우, 유전체로 차단되지 않은 전극 혹은 전극들(3)의 전압 펄스(Upn(t))는 전력 제공이 유효 전력 공급에 있어서 무의미한 양의 전압 피크를 제외하고 반드시 음전압인 동안에 유전체 차단 전극 혹은 전극들(4)쪽으로 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 다수의 유전체 차단 전극이 사용된 경우, 교번극성을 갖는 단극 또는 쌍극 전압 펄스는 양단부에서 유전체 차단 전극사이에 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 다수의 유전체 차단 전극이 사용된 경우, 쌍극 전압펄스는 양단부에서 유전체 차단 전극 사이에 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 방전관에 배치된 막대 혹은 스트립 형상의 하나이상의 전극이 사용된 경우, 상기 전극들은 중심에 배치되거나 중심에서 약간 벗어나게 배치되고, 하나이상의 전극이 유전체로 덮어질 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항, 제12항 또는 제17항에 있어서, 방전관 외부에 위치한 하나 이상의 전극이 사용된 경우, 상기 전극들은 스트립 형상인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 방전관(2)은 길이방향 축에 내부전극(3)이 위치되어 있으며 외부벽 상에 적어도 하나의 외부전극(4)이 배치되어 있는 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 방전관(2)은 측면과 2개의 덮개면(7a, 7b)에 의해 한정되는 벽돌모양의 평평한 구조를 가지며, 상기 구조를 통해 필수적으로 방사가 시작되고, 덮개면에 대해 직각으로 상기 내부 및 외부전극(3 및 4)이 배치되어 각각 다수의 평행 방전 챔버(8)가 방사면에 평행한 혹은 다른말로 하면 벽돌모양의 평평한 구조의 덮개면(7a, 7b)의 면에 대해 평행한 평면에 배치되도록 형성되고, 전위가 서로 다르며 각각 서로 인접한 전극(3,4)은 유전체층과 가스충전된 방전챔버(8)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 전극들은 유전체층에 의해 가스 충전된 방전챔버로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제1항에 있어서, 상기 방전관은 원통형상이고 일 단부상에 베이스(9)가 제공되어 있으며, 상기 방전관의 내부에는 막대모양의 내부전극(3)이 일 단부의 중앙에 배치되고, 상기 방전관의 외부벽에는 적어도 하나의 스트립 형상의 전극(4'a, 4'b, 4'd, 4'e)이 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 내부전극(3)은 원형 단면부를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제1항, 제11항, 제19항, 제20항 또는 제22항에 있어서, 상기 가스챔버를 한정하는 벽들은 적어도 부분적으로 형광물질(6)로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제1항, 제19항, 제20항 또는 제22항에 있어서, 상기 가스 충전물의 동작압력은 100pa와 3MPa 사이의 범위에 있으며, 특히 약 1kPa 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
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