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KR100711495B1 - 안내홈이 성형된 링코어를 가지는 환형/둥근형 무전극 램프 - Google Patents

안내홈이 성형된 링코어를 가지는 환형/둥근형 무전극 램프 Download PDF

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KR100711495B1
KR100711495B1 KR1020050061371A KR20050061371A KR100711495B1 KR 100711495 B1 KR100711495 B1 KR 100711495B1 KR 1020050061371 A KR1020050061371 A KR 1020050061371A KR 20050061371 A KR20050061371 A KR 20050061371A KR 100711495 B1 KR100711495 B1 KR 100711495B1
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이종찬
김병현
김회근
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금호전기주식회사
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Abstract

본 발명은 환형/둥근형 무전극 램프에 관한 것이며, 본 발명에 의하면 전기코일은 코어 외주면에 형성된 고정 안내홈에 안착되어 종래 전극에서의 코일 쏠림 또는 미끄러짐을 방지하여 효율적인 플라즈마 형성을 유도할 수 있으며, 안내홈이 구비된 코어를 적용한 무전극 램프는 낮은 코어 손실 및 긴 동작수명을 발생시킬 수 있는 매우 유용한 램프의 구현이 가능하다.
환형, 무전극램프, 둥근형

Description

안내홈이 성형된 링코어를 가지는 환형/둥근형 무전극 램프{An electrodeless lamp with guide-railed ring core}
도 1 및 2는 종래 환형/둥근형 무전극 램프 개략 정면도 및 평면도이며,
도 3은 종래 환형/둥근형 무전극 램프 작동을 설명하기 위한 구성도이고,
도 4는 본 발명에 의한 외주면 안내홈을 가지는 환형 코어구조체 한 실시예를 보이는 개략 단면도이며,
도 5는 본 발명에 의한 코어를 구비한 환형 무전극 램프 구성도이다.
본 발명은 링(ring) 코어 자체에 안내홈이 형성된 환형 무전극 램프에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 권선 코일 쏠림을 방지하기 위하여 코어에 다수의 이격 안내홈이 형성된 환형 무전극 램프에 관한 것이다. 본 발명에 의한 안내홈이 구비된 코어를 적용한 무전극 램프는 낮은 코어 손실 및 긴 동작수명을 발생시킬 수 있다.
종래 환형(또는 ‘둥근형’이라고도 함) 무전극 램프는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다. 상세하게는 램프(10)는 관형 폐쇄루프 구조를 가진 엔벌로프 램프(12)를 포함하며 무전극 램프이다. 엔벌로프 램프(12)는 버퍼 가스 및 수은증기를 포함하는 방전영역(14)을 밀봉한다. 형광물질 코팅부(16)는 전형적으로 엔벌로프 램프(12)의 내부표면상에 형성된다. RF 소오스(20)로부터의 고주파수(RF) 에너지는 제 1 변압기 코어 (22) 및 제 2 변압기 코어(24)에 의해 무전극 램프(10)에 유도 결합된다. 각각의 변압기 코어(22, 24)는 바람직하게 엔벌로프 램프(12)를 둘러싸는 환형/둥근형 구조를 가진다. RF 소오스(20)는 제 1 변압기 코어(22)상의 권선(30)에 접속되며 제 2 변압기 코어(24)상의 권선(32)에 접속된다. 선택적으로 엔벌로프 램프(12)의 외부표면에 부착되고 RF 소오스(20)에 전기적으로 접속된 유도성 스트립이 무전극 램프(10)에서 방전을 시작할 때 지원하기 위해 사용될 수 있다. 이들의 작동과정에 의하면, RF 에너지는 변압기 코어(22, 24)에 의해 엔벌로프 램프(12)내에서 저압력 방전에 유도 결합된다. 무전극 램프(10)는 각각의 변압기에 대한 2차 회로로서 동작한다. 권선(30, 32)은 동위상으로 구동되며 도 3에 도시된 것처럼 병렬로 접속된다. 변압기 코어(22, 24)는 변압기 코어(22, 24)에 의한 방전에서 전압이 유도되도록 엔벌로프 램프(12)상에 배치된다. 권선(30, 32)을 통해 흐르는 RF 전류는 방전을 유지하는 전압을 엔벌로프 램프(12)를 따라 유도하는 시간변화 자기 플럭스를 발생시킨다. 엔벌로프 램프(12)내에서의 방전은 형광물질 코팅부(16)에 의해 가시광선의 방사를 자극하는 자외선을 방사시킨다. 이러한 구조에 서, 엔벌로프 램프(12)는 가시광을 전달하는 내열유리와 같은 재료로 만들어진다. 또한, 선택적으로, 엔벌로프는 소다 석회와 같은 연질 유리로 만들어질 수 있으며, 그것의 내부표면은 산화 알루미늄과 같은 방벽층으로 덮혀진다. 다른 구조에서, 무전극 램프는 자외선 방사원으로서 사용된다. 이 구조에서, 형광물질 코팅부(16)는 생략되며, 엔벌로프 램프(12)는 석영과 같은 자외선 투과물질로 만들어질 수 있다.
통상적인 엔벌로프 램프는 높은 광속 출력을 위해 약 1인치 내지 약 4인치의 직경을 가진다. 충전 재료는 수은증기를 발생시키는 버퍼 가스 및 소량의 수은을 포함한다. 버퍼 가스는 바람직하게 희가스이며 더 바람직하게는 크립톤이다. 엔벌로프 램프(12)는 달걀모양, 원형모양 또는 타원모양을 포함하는 폐쇄루프를 형성하는 임의의 모양을 가질 수 있다.
변압기 코어(22, 24)는 망간 아연 페라이트와 같은 고투과성 저손실 페라이트 재료로 만들어진다. 변압기코어(22, 24)는 엔벌로프 램프(12) 둘레에 폐쇄루프를 형성하며, 전형적으로 엔벌로프 램프(12)의 외부 직경보다 약간 큰 직경을 가진 환형 구조를 가진다. 코어(22, 24)는 엔벌로프 램프(12)상에 설치되기 위해서 절단된다. 변압기 코어의 페라이트 재료는 상대적으로 비싸기 때문에, 사용된 양을 제한하는 것이 바람직하다. 한 방법에서, 엔벌로프 램프의 일부분이 작은 직경을 가지도록 만들어져서, 작은 직경을 가진 변압기 코어가 엔벌로프 램프의 작은 직경부분에 배치되게 한다. 엔벌로프 램프의 가장 작은 직경부분에 대한 길이는 방전전압을 최소로하기 위해 최소로 유지되어야 한다. 다른 방법에서, 단일 변압기 코어는 RF 에너지를 방전에 결합시키기 위해 사용된다.
권선(30, 32)은 1차 전류를 운반하기에 충분한 약간의 권선수를 각각 포함할 수 있다. 각각의 변압기는 약 5 내지 10의 계수만큼 1차 전압을 낮추고 1차 전류를 상승시키도록 구성된다. 전형적으로, 1차 권선(30, 32)은 약 8 내지 12 권선수를 각각 가질 수 있다.
RF 소오스(20)는 약 50㎑ 내지 약 400㎑의 범위에 있으며, 바람직하게는 100㎑ 내지 400㎑의 범위에 있다. 예로서, 약 100 내지 200볼트의 범위에 있는 1차 전압 및 1암페어의 1차 전류는 20 내지 30볼트의 방전전압 및 약 5암페어 정도의 방전전류를 발생시킬 수 있다.
상기 종래 환형 코어에 권선된 전기코일을 안정적으로 유지시키면서 코어 손실을 방지함과 동시에 긴 동작수명을 위하여, 본 발명자는 코어 자체에 기구적 변형을 통하여 개선된 환형/둥근형 무전극 램프를 제공할 수 있다는 것에 주목하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 안내홈이 구비된 변압기 코어가 장착된 무전극 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 코어 손실이 방지되는 무전극 램프를 제공하는 것이다.
마지막 목적은 긴 동작수명을 유지할 수 있는 무전극 램프를 제공하는 것이 다. 특히, 높은 광속 출력, 단위당 높은 광속, 낮은 코어 손실 및 긴 동작수명을 발생시키기 위한 다양한 연구가 진행중이나, 본 발명은 간단한 코어 구조 변경을 통하여 상기 목적을 달성할 수 있다.
본 발명자는 상기 코일(30, 32)이 불안정적으로 권선된다는 사실로부터 상기 전기코일을 지지할 기구적 역할을 수행할 수 있는 코어 구조변형에 의하여, 램프 동작수명을 개선하고 코어 손실 방지를 통한 비용 절감을 이룰 수 있다는 점에 주목하였다.
이를 위하여, 본 발명에서의 코어(22, 24)는 외주면에 상기 외주를 따라 소정 간격으로 이격된 하나이상의 안내홈이 형성된 것을 특징으로 하며, 더욱 상세하게는 상기 안내홈의 깊이는 코어 외주면으로부터 실질적으로 하나 이상의 전기코일이 내부에 권선될 수 있도록 코어 내부 방향으로 각인된 코어 구조체를 제공한다. 상기 안내홈들 간의 폭은 실질적으로 전기코일이 고정될 수 있는 폭 거리인 것을 특징으로 한다. 이하 본 발명에 의한 코어 구조체를 상세히 설명하고자 하나, 종래 기술과 동일한 부품에 대하여는 동일부호로 표기된다.
도 4는 본 발명에 의한 코어 구조체(22, 24)의 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 코어(22, 24) 외면에는 다수의 안내홈(41)이 외주 경로를 따라 형성되며, 상기 안내홈 각각은 코어 내부로 각인되어 실질적으로 하나 이상의 전기코일이 배 치될 수 있도록 구성된다. 상기 안내홈 각각은 코어 구조체 전면에 거쳐 형성될 수도 있으나, 바람직하게는 코어 일부분에 집중되어 약 10 안내홈들이 배치된다. 더욱 바람직하게는 상기 일부분은 2개의 구역에 형성되는 것이며, 상기 구역간에는 전기코일들을 상호 고정되도록 안내하는 중간 안내홈이 형성될 수 있다. 상기 안내홈 두께 및 폭은 각각 동일할 필요는 없으며, 상기 안내홈들은 각각 연결되어 연장될 수도 있으나, 이에 국한되지 아니한다. 본 실시예에서 안내홈의 단면이 요(凹)형으로 예시되었으나, V형 또는 만곡형 등도 본 발명의 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명에 의한 요(凹)형 단면의 안내홈이 형성된 코어(22, 24)가 장착된 무전극 램프를 도시한 것이다.
램프(10)는 관형 폐쇄루프 구조를 가진 엔벌로프 램프(12)를 포함하며, 버퍼 가스 및 수은증기를 포함한다. 상기 엔벌로프 내부표면에는 형광물질 코팅부(16)가 도포된다. 각각의 변압기 코어(22, 24)는 하나 이상의 안내홈(41)이 외주 경로를 따라 형성되며, 상기 안내홈 각각은 코어 내부로 요(凹)형 단면으로 각인되어 실질적으로 하나 이상의 전기코일이 배치될 수 있도록 구성된다. 상기 안내홈 각각에는 전기코일(30, 32)가 권선되어 고정되며, RF 소오스(20)는 제 1 변압기 코어(22)상의 권선(30)에 접속되며 제 2 변압기 코어(24)상의 권선(32)에 접속된다.
본 발명에 의한 작동과정에 의하면, RF 에너지는 변압기 코어(22, 24)에 의 해 엔벌로프 램프(12)내에서 저압력 방전에 유도 결합됨에 따라 램프(10)는 각각의 변압기에 대한 2차 회로로서 동작한다. 상기 안내홈 내에 고정된 권선(30, 32)은 동위상으로 구동되며 병렬로 접속된다. 권선(30, 32)을 통해 흐르는 RF 전류는 방전을 유지하는 전압을 엔벌로프 램프(12)를 따라 유도하는 시간변화 자기 플럭스를 발생시키고, 엔벌로프 램프(12)내에서의 방전은 형광물질 코팅부(16)에 의해 가시광선의 방사를 자극하는 자외선을 방사시킨다.
따라서, 환형/둥근형 무전극 램프에 있어서, 본 발명에 의하면 전기코일은 코어 외주면에 형성된 고정 안내홈에 안착되어 종래 전극에서의 코일 쏠림 또는 미끄러짐을 방지하여 효율적인 플라즈마 형성을 유도할 수 있으며, 안내홈이 구비된 코어를 적용한 무전극 램프는 낮은 코어 손실 및 긴 동작수명을 발생시킬 수 있는 매우 유용한 램프의 구현이 가능하다.
당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명은 상기 설명한 실시 예에만 한정되지 않고 본 발명은 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 형태로 실시될 수 있다. 특허청구범위와 균등한 기술 범위 내에서 이루어지는 모든 설계 변경은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (3)

  1. 관형 폐쇄루프 구조를 가지고 형광물질이 내면에 도포된 엔벌로프 램프(12), 상기 엔벌로프 램프(12)를 둘러싸는 환형 구조를 가지며, 외주면에 전기코일이 권선(30, 32)된 제1 및 제2 변압기 코어(22, 24)를 포함하여 이루어진 환형/둥근형 무전극 램프에 있어서, 상기 코어(22, 24)는 외주면에 상기 외주를 따라 전기코일이 내부에 권선될 수 있도록 코어 내부 방향으로 각인된 깊이를 가지는 하나 이상의 안내홈이 형성된 것을 특징으로 하는, 환형/둥근형 무전극 램프.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 안내홈의 단면은 요(凹), V 형 또는 만곡형인 것을 특징으로 하는, 환형/둥근형 무전극 램프.
KR1020050061371A 2005-07-07 2005-07-07 안내홈이 성형된 링코어를 가지는 환형/둥근형 무전극 램프 KR100711495B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08506932A (ja) * 1992-12-14 1996-07-23 チャン、カーン・ケー・エヌ 高電圧動作に特に適したフレキシブルな変圧装置
KR100356960B1 (ko) * 1995-09-15 2003-03-03 파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하 고휘도의무전극저압력광원및이를작동하는방법

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