KR100795519B1 - 무전극 형광램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무전극 형광램프에 관한 것으로, 외구 및 내구가 진공 밀폐되고 내구의 외측면은 중공부를 형성하는 발광관과, 상기 중공부에 삽입되며 전원을 공급받아 자계를 형성하는 자계형성부와, 상기 발광관의 하부에 결합되는 베이스와, 상기 자계형성부를 상기 베이스에 지지시키는 로드를 포함하는 무전극 형광램프에 있어서, 상기 베이스는 내측에 상기 로드와 결합되는 로드결합부가 형성된 금속재의 소켓결합부와, 상기 소켓결합부와 절연되며 상기 자계형성부의 일측전극과 접속되는 금속편으로 구성되고, 상기 로드는 금속재의 일체형으로 형성되되, 상부에 결합되는 상기 자계형성부의 타측전극이 일측에 접속되며 하부에는 상기 로드결합부와 결합되는 베이스결합부를 구비하여, 상기 소켓결합부 및 상기 금속편을 통해 외부로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 본 발명의 무전극 형광램프는 별도의 전원공급장치를 구비하지 않아도 되며, 보다 용이하게 설치 및 교체를 할 수 있다. 또한, 형광램프 내부에서 발생되는 열을 확실하게 전도 및 방출하여 밝기를 장시간동안 균일하게 유지할 수 있다.

무전극 형광램프, 로드, 베이스

Description

무전극 형광램프{Electrodeless Fluorescent Lamp}

도 1은 종래기술에 따른 무전극 형광램프의 결합을 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 무전극 형광램프의 발광관을 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 무전극 형광램프의 자계형성부, 로드 및 베이스의 분해사시도,

도 4는 본 발명에 따른 무전극 형광램프의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 무전극 형광램프가 소켓에 결합되는 결합사시도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 발광관 110 : 외구

111 : 형광물질 130 : 내구

131 : 중공부 150 : 진공배기관

170 : 아말감수용관 171 : 아말감

200 : 자계형성부 210 : 코어

211 : 홀 230 : 보빈

231 : 홈 233 : 이탈방지홈

250 : 도선 300 : 로드

310 : 코어결합부 330 : 보빈결합부

331 : 이탈방지돌기 350 : 로드중심부

370 : 베이스결합부 371 : 도선삽입홀

400 : 베이스 410 : 소켓결합부

411 : 로드결합부 430 : 절연부

450 : 금속편 500 : 소켓

본 발명은 무전극 형광램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시공이 편리하고 밝기를 장시간 유지할 수 있는 무전극 형광램프에 관한 것이다.

일반적으로 현재 사용되는 형광램프에는 열음극 형광램프와, 냉음극 형광램프, 그리고 무전극 형광램프 등이 있다.

이 중 무전극 형광램프는 전구 내부에 필라멘트와 전극 없이 유리관을 봉합한 후 유리관의 외부에 외부전극을 설치하고, 외부전극에 의해 유리관 내에 자계를 형성하여 기체 방전에 의해 발광하기 때문에 초 장수명(8만~10만시간)을 갖는 것이 특징이다. 이러한 특징으로 인해 무전극 형광램프는 램프 교체가 어렵고 교체비용이 많이 소요되는 공항이나 천장고가 높은 작업장, 터널, 대규모 홀 등의 장소에 많이 이용된다.

이러한 무전극 형광램프는 방전관 외부에 한 쌍의 전극을 대향시켜 전극 간에 고주파전계를 걸어 발생하는 방전을 이용하는 용량결합형(Capacitively Coupled Plasma: CCP)과, 종래의 백열램프의 필라멘트나 방전램프의 전극대신에 유도자장을 거쳐 에너지의 전달과 가스방전의 조합에 의하여 발광하는 유도결합형(Inductively Coupled Plasma: ICP)이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 유도결합형 무전극 형광램프를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전구형상의 벌브(1)와, 벌브(1)의 하단에 접착되는 원통형상의 램프캡(2)과, 전원을 공급받아 자계를 형성하는 코어(41) 및 코일(42)이 고정되고 하부는 램프캡(2)의 하부와 결합되는 커플러(3)로 구성된다.

벌브(1)는 외구(11) 및 내구(12)가 진공 밀폐되어 내부에 이온화 가능한 금속증기원자와 비활성 기체를 수용한다. 또한, 내구(12)의 외측면은 중공부(14)를 형성하고 외구(11)의 내측면에는 형광물질(13)이 도포된다. 이러한 벌브(1)의 하단에는 램프캡(2)이 접착되어 형광램프의 둘레를 형성한다. 램프캡(2)은 사용자가 파지가능하고 형광램프의 내부를 보호하는 역할을 하는 것으로 플라스틱류와 같은 부도체로 제조된다.

커플러(3)는 램프캡(2)과 동일한 부도체로 이루어지되, 하단은 둥근 원판형상의 받침부(31)가 형성되고 그 중앙에는 기둥형상의 지지바(32)가 형성된다. 이러한 종래의 무전극 형광램프는 커플러(3)의 지지바(32)가 벌브(1)의 중공부(14)에 삽입되고, 램프캡(2)의 하부와 커플러(3)의 받침부(31)가 결합되는 구조이다. 중공부(14)에 삽입되는 지지바(32)의 상부에는 코어(41)가 내측에 삽입되어 고정되고, 코일(42)은 코어(41)가 삽입된 지지바(32)의 외측둘레에 권회된다. 이러한 코일(42)은 상기 도면에서와 같이 커플러(3)의 하부에서 외부케이블(5)과 연결되어 별도의 전원공급장치(6)로부터 전원을 공급받는다. 따라서, 종래의 무전극 형광램프를 설치하기 위해서는 설치장소 부근에 전원공급장치(6)를 별도로 설치한 후, 도 1의 확대 도시된 것과 같이 설치장소에 커플러(3) 받침부(31)에 형성된 결합홀(33)에 볼트(34)를 결합하여 고정하는 방법으로 설치해야한다.

그러나, 이러한 종래의 무전극 형광램프는 시공 시에 전원공급장치(6)와 무전극 형광램프를 각각 설치해야하는 번거로움이 발생하며, 무전극 형광램프를 설치할 때 일일이 결합홀(33)에 볼트(34)를 조여서 결합해야하므로 많은 어려움이 있다. 특히, 무전극 형광램프는 설치가 곤란한 장소에 이용되는 경우가 대부분이기 때문에 고장에 의해 교체가 필요한 경우에도 보수에 많은 어려움이 따랐다.

한편, 코어(41) 및 도선(42)이 결합된 지지바(32) 영역이 벌브(1)의 중공부(14)에 삽입되면 형광램프가 작동 시에 중공부(14)를 둘러싼 벌브(1) 내부의 플라즈마 온도가 상승하고 상승된 온도가 페라이트 등으로 이루어진 코어(41)에 영향을 미치게 된다. 즉, 상승된 플라즈마 온도에 의해 도선(42)이 권회된 코어(41)에서 발생되는 고주파 자계가 일정하지 않게 된다. 이렇게 코어(41) 및 도선(42)에서 발생되는 고주파 자계가 일정하지 않게 되면 Electro-Magnetic Compatibility가 저하되어 램프 휘도의 균일성이 저하되는 문제점이 발생된다. 이러한 문제를 방지하 기 위해 종래의 무전극 형광램프에는 지지바(32) 내측에 막대형상의 열전도체(43)가 삽입되어 있다.

그러나, 이러한 열전도체(43)는 커플러(3)의 내부에 삽입되어 열을 방출하는데 한계가 발생하여 램프의 밝기를 오랫동안 유지하지 못하는 문제점이 발생되었다. 형광램프의 밝기가 균일하지 못하면 빛을 느끼는 사람으로부터 피로감과 불안함을 일으킬 수 있기 때문에 대책 마련이 시급하다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전원공급장치를 별도로 구비하지 않고 종래의 무전극 형광램프보다 용이하게 설치 및 교체를 할 수 있는 무전극 형광램프를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 형광램프 내부에서 발생되는 열을 확실하게 전도 및 방출하여 밝기를 장시간 유지할 수 있는 무전극 형광램프를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 외구 및 내구가 진공 밀폐되고 내구의 외측면은 중공부를 형성하는 발광관과, 상기 중공부에 삽입되며 전원을 공급받아 자계를 형성하는 자계형성부와, 상기 발광관의 하부에 결합되는 베이스와, 상기 자계형성부를 상기 베이스에 지지시키는 로드를 포함하는 무전극 형광램프에 있어서, 상기 베이스는 내측에 상기 로드와 결합되는 로드결합부가 형성된 금속재 의 소켓결합부와, 상기 소켓결합부와 절연되며 상기 자계형성부의 일측전극과 접속되는 금속편으로 구성되고, 상기 로드는 금속재의 일체형으로 형성되되, 상부에 결합되는 상기 자계형성부의 타측전극이 일측에 접속되며 하부에는 상기 로드결합부와 결합되는 베이스결합부를 구비하여, 상기 소켓결합부 및 상기 금속편을 통해 외부로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 베이스결합부와 상기 로드결합부는 나사결합되는 것이 특징이다.

또한, 상기 자계형성부는 상기 로드 상부의 외측둘레에 결합되는 코어와, 상기 코어의 외측둘레에 결합되는 보빈과, 상기 보빈의 외측둘레에 권회되는 도선으로 구성된다.

이에 더하여, 상기 베이스결합부에는 상기 도선이 관통하여 삽입될 수 있도록 도선삽입홀이 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에서는 본 발명에 따른 무전극 형광램프의 구성을 나타낸다. 도 2는 본 발명에 따른 무전극 형광램프의 발광관(100)을 단면도시하였으며, 도 3은 본 발명에 따른 무전극 형광램프의 로드(300), 자계형성부(200) 및 베이스(400)의 분해사시도가 도시되어 있다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 외구(110) 및 내구(130)가 진공 밀폐되고 내구(130)의 외측면은 중공부(131)를 형성하는 전구형상의 발광관(100) 과, 중공부(131)에 삽입되어 외부로부터 전원을 공급받아 자계를 형성하는 자계형성부(200)와, 상부에는 자계형성부(200)가 결합되고 하부는 베이스(400)의 내측에 결합되는 로드(300)와, 로드(300) 및 발광관(100)과 결합되는 베이스(400)로 구성된다.

발광관(100)은 내부면에 형광물질(111)이 도포된 외구(110)와, 외구(110)와 진공 밀폐되고 외부면이 중공부(131)를 이루는 내구(130)로 이루어진 이중관 형상으로 구성된다. 중공부(131)는 하기에서 설명될 로드(300)가 삽입되는 공간으로 로드(300)에 결합된 자계형성부(200)를 모두 수용할 수 있는 정도의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 발광관(100)의 하단에는 진공배기관(150)과 아말감(171)을 수용하는 아말감수용관(170)가 형성되고, 발광관(100)의 내부에는 금속증기원자와 아르곤(Ar)과 같은 비활성기체가 수용된다.

로드(300)는 도 3에서 도시되는 바와 같이, 금속재로 형성되어 하부로부터 상부 방향으로 단차지게 축경된 원통형상으로 형성된다. 이러한 로드(300)는 상부로부터 단차지는 순서대로 코어결합부(310)와, 보빈결합부(330), 로드중심부(350) 및 베이스결합부(370)로 구성된다. 로드(300)는 무전극 형광램프에 있어서, 자계형성부(200)가 중공부(131)에 위치할 수 있도록 지지하는 역할을 한다.

자계형성부(200)는 로드(300)의 코어결합부(310)의 외측둘레에 결합되는 코어(210)와, 코어(210)의 외측둘레 및 보빈결합부(330)까지 덮어씌워 결합되는 보빈(230)과, 보빈(230)의 외측둘레에 권회되는 도선(250)으로 구성된다.

코어(210)는 페라이트로 구성되며 원통형상을 한다. 이러한 코어(210)는 축 심을 따라 코어결합부(310)와 동일한 직경의 홀(211)을 가진다. 따라서, 코어(210)는 코어결합부(310)의 상부에서 홀(211)이 코어결합부(310)에 끼워지도록 삽입된다. 코어결합부(310)는 코어(210)와 동일한 높이를 가져 코어(210)가 결합되었을 때 코어(210)의 하단이 보빈결합부(330)의 상단과 맞닿도록 형성된다.

보빈(230)은 코어(210)의 상부에서 코어(210)의 상부 및 둘레를 덮는 형상으로 결합된다. 따라서, 보빈(230) 역시 원통형상을 이루되, 축심을 따라 코어(210)의 직경과 동일한 크기의 홈(231)을 가진다. 이러한 홈(231)은 상부는 폐쇄되고 하부만 개구되어 코어(210)의 상부에 결합된다. 보빈(230)은 로드(300)에 결합하였을 때, 홈(231)에 코어(210) 및 보빈결합부(330)가 수용되고 보빈(230)의 하단이 로드중심부(350)의 상단과 맞닿도록 형성된다. 이러한 보빈(230)은 테프론과 같은 부도체로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 보빈(230)과 보빈결합부(330)의 결합을 지지하기 위해 접착테이프 등을 사용할 수도 있으나, 보빈(230)의 내측 하부영역에 이탈방지홈(233)을 형성하고, 보빈결합부(330)의 하부영역에 이탈방지돌기(331)를 형성할 수 있다. 이탈방지홈(233)과 이탈방지돌기(331)는 서로 대응되는 것으로 착탈이 가능하게 형성된다. 이러한 보빈(230)의 외측둘레에는 도선(250)이 권회된다.

로드중심부(350)의 하부에는 그 둘레가 베이스(400)와 동일한 직경을 가지는 베이스결합부(370)가 형성된다. 베이스결합부(370)는 그 둘레가 암나사부 형상으로 이루어져 베이스(400)의 로드결합부(411)와 결합된다. 이러한 베이스결합부(370)의 상단에는 도선(250)이 관통하여 베이스결합부(370)의 하부로 빠져나갈 수 있도록 도선삽입홀(371)이 형성된다. 이러한 도선삽입홀(371)은 피복을 입힌 도선(250)이 지날 수 있는 직경의 크기로 형성된다.

자계형성부(200)가 로드(300)의 상부에 결합되어 전원을 공급받으면 자계를 형성한다. 이 때, 발광관(100) 내의 금속증기원자와 비활성기체의 주위에 자계가 형성되면 유도전류에 의해 금속증기원자와 비활성기체가 가속하여 서로 간에 충돌이 발생한다. 이 때, 충돌된 입자들은 이온화되고 방출된 자유전자에 의해 자외선(UV)이 방출된다. 이러한 자외선이 외구(110)의 내부면에 도포된 형광물질(111)에 조사되면 가시광선을 발생한다. 이 때, 중공부(131)를 둘러싼 발광관(100) 내부에는 플라즈마 온도의 상승에 의해 열이 발생되는데, 금속재로 형성된 로드(300) 및 베이스(400)에 의해 열이 전도되어 방출되는 효과가 있다. 이는 로드(300) 및 베이스(400)의 열전도도 및 접촉면적이 크기 때문에 발광관(100)으로부터 발생되는 열이 로드(300)와 베이스(400)를 거쳐 외부로 쉽게 방출되기 때문이다.

베이스(400)는 금속재로 형성되어 베이스결합부(370)와 결합되는 소켓결합부(410)와, 소켓결합부(410) 하부에 부도체로 결합되는 절연부(430)와, 금속재로 형성되어 절연부(430)에 결합되는 금속편(450)으로 구성된다. 이러한 베이스(400)는 현재 상용화되고 있는 전구 베이스의 형태와 거의 유사하지만, 소켓결합부(410)의 내측면에 수나사부 형상의 로드결합부(411)가 형성되어 상기 로드(300)의 베이스결합부(370)에 형성된 암나사부와 결합되는 것이 특징이다.

도 4에서는 본 발명에 따른 무전극 형광램프의 결합단면도를 나타낸다.

상기에서 설명한 바와 같이, 로드(300)의 코어결합부(310) 및 보빈결합부(330)에는 자계형성부(200)가 설치되고, 베이스결합부(370)는 베이스(400)의 로 드결합부(411)와 결합된다. 이 때, 자계형성부(200)의 도선(250)은 보빈(230)에 권회되는 양측 끝단이 각각 로드중심부(350)와 금속편(450)에 연결된다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 도선(250)의 일측은 로드중심부(350)에 연결되고, 타측은 베이스결합부(370)에 형성된 도선삽입홀(371)을 관통하여 금속편(450)에 연결된다. 도선(250)과 로드중심부(350) 및 금속편(450)은 다양한 방법으로 연결될 수 있으나, 작업이 용이한 용접이나 납땜(Soldering) 등을 이용할 수도 있다. 이렇게 도선(250)이 로드중심부(350)와 금속편(450)에 연결되면, 로드중심부(350)와 결합되는 소켓결합부(410)는 금속재로써 동일한 전극의 역할이 가능하고, 절연부(430)에 결합되어 있는 금속편(450)은 다른 전극의 역할이 가능하다. 따라서, 도 5에서와 같이 설치장소에 미리 설치된 소켓(500)에 무전극 형광램프를 결합시키면 소켓(500) 내부로 전달되는 전원으로부터 소켓결합부(410)와 금속편(450)에 각각의 전극에 맞게 전원이 전달되어 자계를 형성할 수 있다.

이상에서와 같이, 무전극 형광램프에 로드(300)와 베이스(400)를 사용하면 별도의 전원공급장치를 구비하지 않아도 되며, 소켓(500)에 나사결합이 가능하므로 설치 및 교체가 매우 용이하다.

또한, 무전극 형광램프의 로드(300)와 베이스(400)가 전도체로 형성되면 발광관(100) 내에서 발생되는 열을 전도 및 방출하여 형광램프의 밝기를 장시간동안 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 무전극 형광램프는 별도의 전원공급장치를 구비하지 않아도 되며, 보다 용이하게 설치 및 교체를 할 수 있다. 또한, 형광램프 내부에서 발생되는 열을 확실하게 전도 및 방출하여 밝기를 장시간동안 균일하게 유지할 수 있다.

Claims (4)

1. 외구 및 내구가 진공 밀폐되고 내구의 외측면은 중공부를 형성하는 발광관과, 상기 중공부에 삽입되며 전원을 공급받아 자계를 형성하는 자계형성부와, 상기 발광관의 하부에 결합되는 베이스와, 상기 자계형성부를 상기 베이스에 지지시키는 로드를 포함하는 무전극 형광램프에 있어서,

   상기 베이스는 내측에 상기 로드와 결합되는 암나사부가 형성된 로드결합부가 형성된 금속재의 소켓결합부와, 상기 소켓결합부와 절연되며 상기 자계형성부의 일측전극과 접속되는 금속편으로 구성되고,

   상기 로드는 금속재의 일체형으로 형성되되, 상부에 결합되는 상기 자계형성부의 타측전극이 일측에 접속되며 하부에는 상기 로드결합부의 암나사부와 결합되는 수나사부가 형성된 베이스결합부를 구비하여 상기 로드결합부와 결합되며,

   상기 소켓결합부 및 상기 금속편을 통해 외부로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 자계형성부는 상기 로드 상부의 외측둘레에 결합되는 코어와, 상기 코어의 외측둘레에 결합되는 보빈과, 상기 보빈의 외측둘레에 권회되는 도선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 베이스결합부에는 상기 도선이 관통하여 삽입될 수 있도록 도선삽입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프.

Images