KR100712745B1

KR100712745B1 - 전기 램프

Info

Publication number: KR100712745B1
Application number: KR1020007009215A
Authority: KR
Inventors: 본모르겐기스베르트엘; 반더스틴게라르두스에이치에이엠; 티메르만요세퍼스제이
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2007-04-30
Anticipated expiration: 2019-12-06
Also published as: CN1293598C; KR20010041165A; US6359386B1; EP1057211A1; JP2002533873A; DE69928647T2; DE69928647D1; CN1291343A; EP1057211B1; WO2000038215A1

Abstract

본 전기 램프(lamp)는 전기 소자가 배치된 램프 용기(1)를 포함한다. 상기 전기 소자(2)는 램프 용기의 벽을 통하여 연장되는 피드스루부(3,4)에 연결되어 있다. 각각의 피드스루부(3,4)는 금속 셀(shell)(7)과 그곳으로 연결된 내부 전류 도전체(13)를 포함한다. 나이프 에지(knife edge)를 가지지 않는 금속 셀(7)은 램프 용기(1)의 목(neck) 형태의 단부(5,6) 주위를 고정시켜서 피드스루부의 기밀성을 실현한다. 이런 방식으로, 컴팩트(compact)하고 견고한 수정 유리 램프의 피드스루부가 실현된다.

Description

전기 램프{ELECTRIC LAMP}

본 발명은 기밀하게 봉합되고 적어도 무게의 95%의 SiO₂ 함유량을 가진 유리 램프(lamp) 용기와,

램프 용기 내에 배치된 전기 소자와,

램프 용기로부터 외부로 돌출하고 전기 소자에 연결되어 있는, 전류 피드스루부(feedthroughs)와,
기밀 바닥과 상기 바닥과 대향하는 개방부와, 축을 둘러싸고 내부 면을 가진 돌출 기밀 벽을 포함하는 금속 셀(shell)과,

기밀하게 상기 바닥에 연결된 단부를 가진 내부 전류 도전체를 포함하되,

내부 전류 도전체는 바닥으로부터 금속 셀의 상기 개방부를 넘어서 램프 용기 내로 연장되며 또한 상기 전기 소자에 연결되며, 램프 용기의 일단부는 금속 셀에 직접적인 기밀 융착부(fuse)를 가진 전기 램프에 관한 것이다.

이런 형태의 램프는 DE 15 89 309에 공지되어 있다. 공지된 램프는, 돌출된 환상의 기밀 벽(raised circular gastight wall)이 금속 셀(metal shell)의 개방부에 나이프 에지(knife edge)를 가지는 전류 피드스루부를 가진다. 셀은 램프 용기의 수정 유리속에 돌출된 벽 전체가 매립되도록 되어 있다. 매립된 돌출 벽은 수정 유리와 기밀 융착되어, 램프의 피드스루부의 기밀성을 달성한다. 돌출벽은 그 내면과 외면 모두가 수정 유리에 의해서 둘러싸여져 있고, 이 수정 유리는 돌출벽의 내면 전체와 융착되며, 또한 나이프 에지에 근접하여 위치한 외면 일부와 융착된다.

공지된 램프를 제조할 때에 램프 용기의 수정 유리안의 금속 셀이 봉합된다. 이 봉합이 생성될 위치에서, 수정 유리는 금속 셀과 내부 전류 도전체와 전기 소자의 존재 하에서 연화되며, 그 후에 냉각된다. 금속 셀의 돌출 벽은 팽창계수가 비교적 높기 때문에(약 50*10^-7 K^-1) 그 안에 매립된 팽창계수가 약 6*10^-7K^-1인 수정 유리보다 더 많이 줄어든다. 금속 셀의 돌출벽은 나이프 에지를 구비하고 있으므로, 비교적 기계적으로 약한 나이프 에지의 변형 때문에 모세관이 형성되지 않게 되며, 또한 이 변형에 의해 수정 유리 내에 너무 높은 스트레스(stresses)가 발생하게 된다. 수정 유리와 내부 전류 도전체는 융착되지 않고, 따라서 내부 전류 도전체는 수정 유리에 매립되지 않는다.

공지된 피드스루부의 단점은 나이프 에지가 기계적으로 약하여 쉽게 손상받을 수 있다는 것이다. 따라서, 수정 유리의 너무 높은 스트레스 또는 금속 셀과 수정 유리 사이의 기밀 융착의 부재 또는 이들 둘 모두로 인해 수명이 단축될 위험이 상당히 증가된다. 제 2의 단점은 공지된 램프의 제조 방법이 비교적 다소 복잡하다는 것이다.

본 발명의 목적은 간단한 구조를 가지며 쉽게 제조될 수 있으며 위에서 언급된 단점이 제거될 수 있는, 도입부에서 설명된 형태의 전기 램프를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이 목적은 도입부에서 설명된 형태의 전기 램프에서 금속 셀이 램프 용기의 끝부분을 둘러싸며 나이프 에지가 없다는 점에서 달성된다.

본 발명에 따른 램프는 쉬운 방식으로 제조될 수 있다. 금속 셀은 나이프 에지가 없기 때문에, 셀의 제조는 예를 들면 금속 플레이트(plate)로부터의 딥 드로잉(deep drawing)에 의해서 상당히 단순화되며, 게다가 금속 셀은 쉽게 손상되지 않는다. 따라서 램프 용기의 단부를 셀에 삽입할 때 손상의 위험이 줄어들고, 그 결과 금속 셀과 직접적인 기밀 융착을 하는데 있어서의 문제점이 줄어든다. 금속 셀로 삽입된 램프 용기의 단부는 가열 후에, 돌출 벽의 내면 및 내부 전류 전도체와 직접 기밀로 융착된다. 금속 셀이 램프 용기의 유리 내에 완전히 매립되지 않고 단부를 둘러싸며, 돌출부의 내면만 램프 용기의 유리에 직접 기밀로 융착되기 때문에, 램프의 제조는 더 간단해진다. 이 융착은, 예를 들어 용기의 단부가 금속 셀에 삽입되어 있는 이 금속 셀을 비활성 혹은 환원성 분위기(reducing atmosphere)에서 고온으로, 예를 들면 약 2000℃로, 고주파 가열하는 것에 의해 달성된다. 수정 유리와 그 안에 내장된 내부 전류 도전체간의 비교적 큰 팽창 계수의 차이의 결과로서, 냉각된 상태로 내부 전류 도전체 주위에 모세관이 존재한다. 그러나, 팽창 계수의 차가 비교적 크다고 하는 동일한 이유로, 램프 용기의 단부는 냉각된 상태에서 금속 셀의 돌출 벽에 의해서 클램핑(clamping) 방식으로 둘러싸여져서, 램프 용기와의 금속 셀의 직접적인 기밀 융착이 개선된다.

한 실시예에서, 금속 셀 또는 램프의 내부 전류 도전체 또는 이들 둘 모두는 텅스텐 또는 몰리브덴 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 금속 셀과 수정 유리를 고온에서 직접 기밀 융착하기 위해, 수정 유리는 유동성으로 하여도 내부 전류 도전체와 금속 셀은 그 형태를 유지할 필요가 있다. 텅스텐, 몰리브덴 또는 이들의 혼합물을 포함하는 내부 전류 도전체 및 금속 셀이 이 목적에 상당히 적합한 것으로 확인되었다.

다른 실시예에서, 램프의 금속 셀은 많아도 10%의 중량 퍼센트의 첨가물을 포함한다. 도프(dope)가 셀에 첨가되었기 때문에 금속 셀과 수정 유리 사이에 물리적인 흡착력뿐만 아니라, 화학적 흡착력 또한 가진다. 결과적으로, 금속 셀과 수정 유리 사이의 흡착력이 개선되어 직접적인 기밀 융착이 더욱 개선된다.

램프의 또 다른 실시예에서, 첨가물은 레늄, 토륨, 이트륨, 란탄의 그룹(group)으로부터 선택된 성분을 포함한다. 이들 원소를 첨가물로서 금속 셀에 첨가하는 것에 의해, 금속 셀과 수정 유리 사이의 접착을 매우 양호하게 할 수 있는 것으로 확인되었다. 이것에 의해, 직접적인 기밀 융착은 더욱 개선된다. 첨가물은 전류 피드스루부 위의 피복물로서 존재할 수 있지만, 전류 피드스루의 질량 중에 균일하게 분포될 수도 있다.

다른 실시예에서, 램프의 금속 셀은 개방부로부터 먼 바닥측에 외부 전류 도전체를 구비하는데, 외부 전류 도전체에는 커플링(coupling) 수단이 제공될 것이다. 그러면 외부 도전체는 쉽게 용접되며 만약에 스크류 스레드(screw thread)가 제공된다면, 외부 전기 접촉면에 쉽게 연결되거나 나사로 연결될 것이다.

램프의 다른 실시예에서, 내부 전류 도전체와 외부 도전체를 포함하는 전류 도전체는 기밀하게 바닥의 구멍을 통해서 관통된다. 이를 위해, 전류 도전체는 기밀 용접/납땜 혼합물에 의해서 전류 도전체가 관통하는 단면으로 연결된다. 내부 전류 도전체와 외부 전류 도전체는 한 조각으로 구성되므로 이 구조는 비교적 쉽게 제조되어질 수 있고 비교적 강하다는 이점을 가진다.

피드스루부는 GB 469 978로부터 공지되어 있는데, 이 경우, 수정 유리는 수정 유리에 제공되는 세분화된 내화성 금속의 신터드 코팅(sintered coating)에 의해서 금속 셀에 흡착되어 있다. 이것은 코팅이 제공되어야 하기 때문에 피드스루부의 제조가 다소 어렵고, 수정 몸체가 형태를 유지해야 하므로 제조가 조심스럽게 이루어져야 한다는 단점을 가진다. 게다가, 수정 유리는 금속 셀과 직접적으로 융착되지 않는데, 이것은 금속 셀과 수정 유리간의 기밀성에 이롭지 못하다.

예를 들면, 전기 소자는 필라멘트(filament) 몸체를 포함하는데, 이 경우 램프 용기는 희귀 가스(gas)의 할로겐 함유 충전물을 포함할 것이다. 반면에, 전지 소자는 또한 전극 쌍을 포함한다. 이 경우에, 램프는 이온화될 수 있는 충진물, 예를 들면 크세논과 같은 희귀 가스(gas)의 충전물을, 동작시 외에는 수 바(bar), 예를 들면, 7 바아의 압력에서 가지며, 가능하다면 수은을 포함하는 하나 이상의 할로겐 화합물을 갖는다.

램프는, 반사기에 수용될 수 있는데, 이 반사기는 전면 유리, 예를 들면 차폐물 또는 랜즈(lenz)로 밀봉할 수 있다. 램프 용기는 간섭 필터(filter)로 덮여질 것이다. 램프 용기는 램프 용기로 연결될, 예를 들면 수정 유리와 같은, 외부 덮게를 가질 것이며, 덮게는, 예를 들면, 자외선(UV)을 흡수할 것이다.

전기 램프에는, 하나 이상의 피드스루부가 마련된, 또는 피드스루부가 예를 들어 서로 반대 방향으로 정렬된 플래이트(plate) 세트가 제공될 수 있다.

본 발명의 여러 측면은 이하에 기술된 실시예를 참조하여 명백해지며 설명될 것이다.

도면에서,

도 1은 본 발명에 따른 단면도이다.

도 1에서, 본 발명에 따른 전기 램프는 기밀하게 밀봉된 수정 유리 램프 용기(1)를 가진 할로겐 백열 램프이다. 전기 소자(2)는 -도면에서는 필라멘드 몸체이다.- 램프 용기(1) 내에 배치되고 램프 용기(1)의 각각의 목 모양의(neck-shaped) 단부(5,6)를 통해서 외부로 돌출하는 각각의 전류 피드스루부(3,4)에 연결되어 있다. 각각의 전류 피드스루부는 도면에서 바닥(8)과, 축(9)과 내면(11)과 바닥(8)을 면하는 개방부(12)를 둘러싸는 돌출 기밀 벽(10)을 가지는, 몰리브덴으로 만들어진 금속 셀(7)을 포함한다. 금속 셀은 벽 두께 0.1nm, 높이 4mm, 지름 4mm를 가진다. 각각의 전류 피드스루부(3,4)는 또한 지름 0.2mm의 내부 전류 도전체(13)와 기밀하게 바닥(8)과 연결되고 바닥(8)으로부터 개방부(12) 뒤로 연장된 단부(14)를 포함한다. 단부(14)는 각각의 수정 유리 목 모양의 단부(5,6)에 의해 축 방향으로 둘러싸여져 있다. 금속 셀(7)은 각각의 목모양의 단부(5,6)와 돌출 벽(10)의 내면(11)과 기밀 융착되며, 개방부(12)에 나이프 에지가 없다. 금속 셀(7)에 기밀하게 바닥(8)의 구멍(18)의 개방부(12)로부터 떨어진 바닥(8)의 옆면(15)에 외부 전류 도전체(16)가 제공된다. 내부 전류 도전체(13)와 외부 전류 도전체(16)는 공동으로, 하나의 조각을 구성하며 기밀하게 레이져 용접에 의해서 바닥(8)에 연결된 전류 도전체(19)를 구성한다. 외부 전류 도전체(16)에 도면에서는 스크류 스레드인 커플링 수단(17)이 제공된다.

도면에 나타난 램프에서, 램프 용기(1)는 800 mbar의 외부 동작 조건 압력의 크세논 가스 충전물을 가지며, 동작시 12 V의 전압에서 35 W의 전력소비를 가진다.

내부 전류 도전체(13)와 외부 전류 도전체(16)는 몰리브덴으로 만들어졌으나, 선택적으로 텅스텐 또는 레늄으로 만들어질 수 있다. 만약에 텅스텐으로 만들어진다면, 작은 양의 크리스탈 성장 조정 수단을 포함하여 텅스텐의 아주 작은 크기에-예를 들면 K,Al,Si의 무게의 전체 0.01%- 영향을 미칠 것이다.

Claims

전기 램프에 있어서,

기밀하게(in a gastight manner) 봉합되고 적어도 무게의 95%의 SiO₂ 함유량을 가진 유리 램프(lamp) 용기(1)와,

상기 램프 용기(1) 내에 배치된 전기 소자(2)와,

상기 램프 용기(1)로부터 외부로 돌출하고 상기 전기 소자(2)에 연결되어 있는 전류 피드스루부(feedthroughs)(3,4)를 포함하고,

각각의 전류 피드스루부(3,4)는

기밀 바닥(8)과 상기 바닥(8)과 대향하는 개방부(12)와, 축(9)을 둘러싸며 내부 면(11)을 가진 돌출 기밀 벽(raised gastight wall(10))을 포함하는 금속 셀(shell)(7)과,

기밀하게 상기 바닥(8)에 연결된 단부(14)를 가진 내부 전류 도전체(13)를 포함하되,

상기 내부 전류 도전체(13)는 상기 바닥(8)으로부터 상기 금속 셀(7)의 상기 개방부(12)를 넘어서 상기 램프 용기(1)로 연장되며 또한 상기 전기 소자(2)에 연결되며, 상기 램프 용기(1)의 일단부(5, 6)는 상기 금속 셀(7)에 직접적인 기밀 융착부(fuse)를 가지며,

상기 금속 셀(7)은 상기 램프 용기(1)의 상기 단부(5,6)를 둘러싸고, 상기 금속 셀(7)은 나이프 에지부(knife edge)가 없는 전기 램프.
제 1 항에 있어서,

상기 금속 셀(7) 또는 상기 내부 전류 전도체(13) 또는 이들 둘 모두는 텅스텐 또는 몰리브덴 또는 이들의 혼합물을 포함하는 전기 램프.
제 2 항에 있어서,

상기 금속 셀(7) 또는 상기 내부 전류 도전체(13) 또는 이들 둘 모두는 많아도 10 %의 중량 퍼센트의 첨가물을 포함하는 전기 램프.
제 3 항에 있어서,

상기 첨가물은 레늄, 토륨, 이트륨, 란탄의 그룹(group)으로부터 선택된 요소를 포함하는 전기 램프.
제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서,

상기 금속 셀(7)은 상기 개방부(12)와 반대측의 상기 바닥(8) 측면(15)에 외부 전류 도전체(16)를 구비하는 전기 램프.
제 5 항에 있어서,

상기 외부 전류 도전체(16)는 커플링(coupling) 수단(17)을 구비하는 전기 램프.
제 5 항에 있어서,

전류 도전체(19)가 상기 바닥(8)의 구멍(18)을 통해서 기밀하게 관통하는 전기 램프.