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KR20070086649A - 선택적인 통합된 냉각 회로를 갖는 램프와 밸러스트의조합체 - Google Patents

선택적인 통합된 냉각 회로를 갖는 램프와 밸러스트의조합체 Download PDF

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KR20070086649A
KR20070086649A KR1020077014490A KR20077014490A KR20070086649A KR 20070086649 A KR20070086649 A KR 20070086649A KR 1020077014490 A KR1020077014490 A KR 1020077014490A KR 20077014490 A KR20077014490 A KR 20077014490A KR 20070086649 A KR20070086649 A KR 20070086649A
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KR
South Korea
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lamp
ballast
cooling
sterilization
housing
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Abandoned
Application number
KR1020077014490A
Other languages
English (en)
Inventor
볼프강 시네
게오르크 그로웰
Original Assignee
코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명의 주제는, 자외선(UV) 광의 방사를 생성하고/하거나 방출하는 램프 밸러스트 시스템(1), 특히 유전체 장벽 방전(DBD)-램프 밸러스트 시스템으로서, 전기적 접촉을 위한 수단을 갖는 램프(2); 및 적어도 고전압 부분 및 램프 지지부를 수용하는 하우징(4)을 갖고, 상기 램프(2)에 접속가능하고, 상기 램프(2)에 적어도 전기를 공급하는 밸러스트(3)를 포함하고, 상기 램프(2)와 상기 밸러스트(3) 사이에 전기적 접속(5)이 케이블이 없이 배치된다. 이러한 램프-밸러스트 시스템은 완전하게 통합된 냉각 시스템(6)을 추가적으로 포함할 수도 있다.
램프 밸러스트 시스템, 냉각 시스템

Description

선택적인 통합된 냉각 회로를 갖는 램프와 밸러스트의 조합체{COMBINATION OF LAMP AND BALLAST WITH OPTIONAL INTEGRATED COOLING CIRCUIT}
본 발명은 램프 밸러스트 시스템에 관한 것으로, 특히 자외선(UV) 광을 생성하고/하거나 방출하는 유전체 장벽 방전(DBD: dielectric barrier discharge) 램프-밸러스트 시스템에 관한 것으로, 이러한 시스템은 전기 접촉 및/또는 전원 공급을 위한 수단을 갖는 DBD-램프, 및 적어도 고전압 부분 및 램프 지지부를 수용하는 하우징을 갖고, DBD-램프에 접속가능하고, DBD-램프에 적어도 전기를 공급하는 밸러스트를 포함한다.
이러한 공지된 (유전체 장벽 방전) 램프-밸러스트 시스템들이 일반적으로 알려져 있고, 특정 파장의 광파가 다양한 목적으로 생성되어야 하는 광범위한 영역의 응용에 사용된다. 예를 들어, 몇몇 응용은 폐수 처리, 음료수의 살균, 탈염소화 또는 초순수의 생산과 같은 산업적 목적을 위한 대략 180nm 내지 380nm의 파장을 갖는 UV 광을 생성하는 것이다. 이러한 (유전체 장벽 방전) 램프 밸러스트 시스템들은 일반적으로 전술한 바와 같이 알려져 있다.
DBD-램프 밸러스트 시스템의 경우에, 이러한 공지된 램프-밸러스트 시스템은 예를 들어, 액정 디스플레이(LCD) 백라이팅용 평면 램프에서, 복사기용 실린더형 램프로서, 그리고 표면 및 물 처리 목적용 동축 램프로서 사용된다. 이러한 (DBD) 램프-밸러스트 시스템들 모두는 (DBD) 램프 및 밸러스트를 포함함으로써, (DBD) 램프 및 밸러스트가 서로 분리된 채로 배치되고, (DBD) 램프와 밸러스트 사이의 전기접 접속이 전선 또는 케이블을 통해 배치된다.
또한, 이러한 램프 밸러스트 시스템들에 냉각 회로를 설치함으로써, 이러한 냉각 회로는 외부 라인을 통해 램프 및/또는 밸러스트에 전달되는 냉매를 안내한다.
US 2002/0158589 A1호는 하나 이상의 전극과 방전 매체 사이의 유전층과 전원이 공급되는 제1 회로를 갖는 밸러스트를 갖는 방전 램프, 방전 램프가 스위칭되는 제2 회로, 및 제1 회로에서 제2 회로로 접속시키는 트랜스포머를 가짐으로써, 밸러스트와 방전 램프 사이의 전선의 길이가 10 cm 이하이고/이거나 밸러스트가 방전 램프의 베이스 하우징에 통합되는 방전 램프 및 조명 시스템을 동작시키는 방법을 개시한다.
이러한 조명 시스템의 단점은, 케이블 길이가 10 cm 이하로 제한된다고 하더라도, 여전히 케이블링(cabling)이 필요하다는 것이다. 이는, 케이블링의 전기적 임피던스에 기인하는, 예를 들어 케이블링으로 인한 유휴(idle) 전력 손실 또는 유효 전력 손실의 형태인 원하지 않는 손실을 의미한다. 게다가, 전자기 교란이 케이블링으로 인해 발생될 것이다.
통상적으로, DBD-램프들은 수 kV의 범위에 이르는 고전압을 이용하여 동작된다. 따라서, 잠재적인 노출의 위험이 존재하고, 신뢰할 수 있는 동작을 위한 노력이 많이 든다.
간섭하는 필드 방사에 대해 동시에 차폐함으로써 신뢰할 수 있는 동작, 즉 적절한 격리 및 낮은 커패시티를 위한 노력을 충족시키는 추가적인 케이블링은 많은 비용이 든다. 특히 몇개의 DBD-램프 밸러스트 시스템들이 요구되는 응용에서, 적절한 케이블링은 이러한 응용을 이용하기 위한 노력의 많은 부분을 차지한다.
고전력의 램프-밸러스트 시스템 냉각을 위해서는, 자연 대류, 강제 대류 및/또는 액체 냉각 중 하나의 형태가 필요하다.
US2002/0068017 A1호는 물 시료의 총 유기 탄소 함량을 측정하는 시스템을 개시하는데, 상기 시스템은, 플라즈마를 포함할 수 있는 재료로 이루어지고, 셀 옥시던트(oxidant) 가스 및 상기 샘플을 수용하는 내부 체적을 규정하여, 적어도 하나의 입구 및 하나의 출구 포트가 제공된 셀; 상기 셀의 대향측 상에 배치된 제1 및 제2 전극; 상기 제1 및 제2 전극 양단에 접속된 고전압 전원을 포함하여, 열전기 냉각기 또는 강제 공기 냉각기인 냉각 장치가 또한 접지 전극에 부착되어 동작 동안에 상기 시스템을 적당한 온도로 유지하고/하거나, 동일한 방식으로 부착된, 동일한 구조 및 치수의 고전압 전극이 냉각 장치에 유사하게 제공될 수도 있다.
이러한 시스템의 하나의 단점은, 밸러스트 및 DBD-램프의 위치적인 분리로 인해, 밸러스트 및 DBD 램프를 위한 별도의 냉각 장치가 필요하거나, 밸러스트의 냉각 회로와 DBD 램프 사이의 적어도 별도의 접속이 필요하다는 것이다. 특히 냉각 장치용 냉매로서 액체를 사용함으로써, 램프와 구동기 사이에 사고에 민감하고/하거나 불편한 호스 접속 및/또는 파이프 접합이 필요하고, 또는 파이프 및/또는 호스가 외부 공급기에 접속되어야만 한다. 수 개의 DBD-램프 밸러스트 시스템들이 요구되는 응용에서는, 전술한 바와 같이 모든 냉각 라인들/회로들을 외부 공급기에 접속하기 위하여 많은 노력이 행해져야만 한다.
본 발명의 목적은, 전기 라인 또는 냉각 라인과 같은 어떠한 추가적인 접속 또는 라인을 필요로 하지 않는 밸러스트와 램프 - 특히 DBD-램프 - 의 조합체를 제공함으로써, 램프 밸러스트 시스템의 용이하고 노력이 필요없는 설치가 구현될 수 있게 하는 것이다.
이러한 이슈는 자외선(UV) 광을 생성하고/하거나 방출하는 램프-밸러스트 시스템에 의해 다루어지는데, 이러한 시스템은 전기적 접촉 및/또는 전원 공급을 위한 수단을 갖는 램프 - 특히 DBD 램프 -, 및 적어도 고전압 부분 및 램프 지지부를 수용하는 하우징을 가지고, 램프에 접속할 수 있으며 램프에 적어도 전기를 공급하는 밸러스트를 포함하여, 램프와 밸러스트 사이의 전기적 접속이 케이블 없이 배치되고/되거나 냉매를 시스템에 공급하기 위한 냉각 회로가 완전히 통합된다.
본 발명에 따른 램프는 임의의 램프일 수 있지만, 전기적 에너지가 용량적 또는 유도적인 접촉을 통해 공급되는 무전극 램프가 바람직한데, 유전체 장벽 방전(DBD)-램프가 더욱 바람직하다. 특히, 본 발명에 따른 램프는 베이스 하우징 또는 베이스 소켓을 가질 필요가 없다. 이러한 램프 또는 DBD-램프는 통상적으로 외부 및 내부를 포함한다. 외부는 내부의 엔벌로프(envelope)를 포함함으로써, 내부는 DBD-램프의 방사를 생성하는 수단을 포함한다. 본 발명에 따른 DBD-램프의 내부는 이하와 같이 내측으로부터 외측으로 배치된 구조이다.
DBD-램프의 중심(heart)은 충전물을 갖는 방전 갭이다. 충전물은 희가스 또 는 가스 혼합물 그룹으로부터 취해진 단일 가스로 이루어지는 것이 바람직하며, 단일 성분이 희가스 그룹 및 할로겐 그룹으로부터 취해진다. 방전 갭은 유전체 장벽을 포위함으로써 형성된다. 외부 표면에서 유전체 장벽은, 방전갭 내측에 가스 방전을 개시할 에너지를 공급하여, 희망하는 방출 - 바람직하게는 엑시머(excimer) 방출 - 을 생성하는 대응 전극들을 포함한다. 두 전극 모두가 외부 표면에 기계적으로 직접 접촉할 수도 있고, 다르게는 이들 중 적어도 하나가 직접적인 접촉상태에 있지 않고, 물과 같은 중간 매질을 통하여 전력 공급이 일어난다.
대부분의 경우에, 2개의 전극 또는 2개 그룹의 전극이 사용된다: 능동 또는 "핫(hot)" 전극이라 하는 하나의 전극, 또는 1개 그룹의 전극이 구동기/밸러스트의 고전압 출력부에 접속되고, 다른 전극 또는 다른 그룹의 전극이 접지 전위에 접속된다. 방전 갭 내측에서 생성된 방사 스펙트럼을 더 높은 파장으로 변환/시프트하기 위하여, 램프의 유전체 장벽이 그 내부 표면에서 인광체 또는 발광층으로 추가적으로 커버되거나 코팅될 수 있다.
유전체 장벽의 재료는 유전 재료 그룹에서 선택되며, 석영 유리가 바람직하다. 유전체 장벽의 재료는, 방전 갭 내측에서 생성된 방사가 처리를 위해 이러한 방사를 환경/주변에 인가하기 위하여 적어도 외부 유전체 장벽의 일부를 통과할 수 있도록 배치되어야 한다. 이러한 장벽들 각각은 내부 및 외부 표면을 갖는다. 각각의 장벽의 내부 표면은 방전 갭을 향하여 대면하고 있다. 하나의 장벽의 내부 표면과 외부 표면 사이의 거리는 장벽 두께를 정의하며, 이것은 몇몇 특수한 경우에 변할 수 있다. 외부 표면에서 또는 외부 표면 부근에서, 전극들이 장벽에서/장 벽 상에서 사용된다. 이들은 방전 갭 내측에서 가스 방전을 개시하여 희망하는 방사를 발생시키기 위하여 전기 형태로 에너지를 공급한다. 방사를 실시하기 위하여, 외부 장벽에서의/외부 장벽 상의 전극 - 제2 전극 - 은 내측으로부터의 방사가 전극을 통과할 수 있도록 배치되어야 한다. 따라서, 상기 제2 전극은 특히 제2 전극이 외부 장벽의 외부 표면 상에 인접하게 배치된 경우에 격자로서 배치되는 것이 바람직하다. 전극이 외부 장벽의 외부 표면으로 배치된 이러한 경우에, 예를 들어 물 처리의 경우에, 전극은 대응 환경에서 전기를 공급하기 위한 임의의 적절한 재료일 수 있다.
램프는 어떠한 임의의 형태라도 가질 수 있으며, 원형 단면 대신에 특히 타원형 또는 타원체이거나 평탄형 램프일 수 있다. 램프 형태는 평판 램프 형태, 동축 램프 형태, 돔형 램프 형태, 평면형 램프 형태 등을 포함하는 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 형태에 의해, 램프는 어댑터 또는 추가적인 변형 없이 기존의 주변장치들과 사용될 수 있다. 산업적인 목적을 위하여, 방전 갭의 직경 또는 대응하는 내부 및 외부 장벽의 내부 표면들 사이의 거리에 비해 비교적 큰 직경을 갖는 동축 DBD-램프 또는 돔형 동축 램프가, 생산하기 쉽고 큰 유효 면적 및 높은 기계적 안정도를 포함하는 램프를 획득하기 위해 사용되는 것이 바람직하다.
램프 밸러스트 시스템은 램프에 에너지를 공급함으로써 적절한 전기적 토폴로지(topology)를 포함하는 밸러스트 또는 구동기를 추가적으로 포함한다. 구동기는, 밸러스트의 고전압 부분이 또한 그 내부에 배치되는 하우징을 통상적으로 포함 한다. 케이블이 없는 시스템을 구현하기 위하여, 밸러스트는 상기 하우징에 또한 수용되는 램프 지지부를 추가적으로 포함한다. 밸러스트의 하우징은 어떠한 임의의 형태라도 가질 수 있다; 가능한 재료 선택은 이하와 같다: 특히 안전 접지로의 전기적 접속에 바람직한 금속 하우징, 또는 특히 안전 절연을 요구하는 낮은 전력 응용에서의 절연 하우징. 하우징은 예를 들어 밀폐 봉합에 의해, 습기에 의한 침투에 대해 보호되는 것이 바람직하다. 밸러스트의 능동 부분을 향한 개구부가 냉각 또는 관리 목적을 위하여 요구된다면, 밸러스트의 도전 부분 - 특히 고전압 부분 - 상의 정합(conformal) 보호 코팅이 도포될 수 있다. 밸러스트의 고전압 부분은 구동기의 나머지 부분에 대해 전기적으로 절연된다. 표준 고전압 절연 기술이 요구되는 절연 강도를 구현하는데 사용된다. 출력단과 램프 사이의 접속, 보다 상세하게는 램프의 능동 전극과 같은 전기적 접속을 위한 수단은, 핫(hot) 전극이 일 단에서 플러그 종류를 포함하는 로드(rod) 타입인 경우에 용이하게 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 램프(바람직하게는 DBD-램프)는, 통상적으로, 상기 램프 지지부와 협력하며, 바람직하게는 로드, 코일, 메쉬, 램프 엔벌로프 상의 도전성 코팅/페인팅 등의 형태인 적어도 하나의 전기 접촉 또는 전기 공급 수단을 포함한다. 능동 전극은 램프 엔벌로프와 기계적으로 직접 접촉하고 있고, 다르게는 램프 엔벌로프와 일정 거리 떨어져 위치할 수 있다. 두번째 경우에, 전력 공급은 물과 같은 중간 매질을 통해 일어난다.
상기 능동 전극을 제조하기 위한 적절한 재료는 임의의 도전성 재료이며, 금 속이 바람직하다. 능동 전극이 로드 타입인 경우에, 로드가 램프의 축을 따라 램프에 밸러스트의 고전압 출력을 공급하는데 이용된다. 충분한 전기적 도전성의 냉매가 사용되는 경우에, 로드는 적어도 부분적으로 전기적 절연 재료로 제조될 수도 있고, 다르게는 로드는 적어도 일부 절연층을 갖는 금속으로 이루어진다. 선택 사항으로서, 절연 로드 또는 도전성이 불량한 로드에, 로드 축을 따라서의 전기적 도전성을 향상시키기 위해 금속 코팅이 제공될 수 있다. 로드 형태로 이루어질 수 있는 능동 전극은 구동기/밸러스트의 바깥의 주변으로 연장하고, 밸러스트의 고전압 부분과 직접적인 접촉상태에 있어, (DBD)-램프의 전기적 접촉이 추가적인 케이블링 없이 구현된다.
선택 사항으로서, 능동 전극은 2개 이상의 기능을 병렬적으로 수행한다: 램프로의 전위의 공급, 및 (냉각 회로가 통합된 경우에) 냉매의 입구 또는 출구. 따라서, 냉매가 속이 빈 로드를 따라 흐를 수 있도록 능동 전극은 로드 타입인 것이 바람직하고, 속이 빈 로드 타입인 것이 더욱 바람직하다. 그러나, 강제 액체 순환에 의한 내부 냉각이 필요하지 않다면, 로드는 속이 찬 재료로 제조될 수 있다. 이는 램프 표면적에 대한 램프로의 입력 전력의 관점에서 낮은 전력 밀도를 갖는 램프의 경우에 실현가능하다. 경험에 의하면, 낮은 전력 밀도에 대한 임계값은 대략 1W/cm2이다. 이러한 경우에, 냉매의 자연 대류가 충분할 수도 있다. 추가적인 펌프 또는 강제 대류 보조가 이 경우에 필요하지 않다.
몇몇 경우에서, 첫번째로, 냉매가 자연 대류에 의해 순환거나, 두번째로 냉 매가 램프 전류로 인해 냉매가 끓는점 위로 가열되지 않을 만큼 충분한 전기적 도전성을 가져서, 액체의 전기적 저항으로부터의 전력 분산이 일어난다면, 금속 로드의 속이 빈 구조는 완전히 제거될 수 있다.
로드의 속이 빈 형태는 강제 냉매 순환이 램프의 전체 길이에서 필요한 경우에만 요구된다. 실제 상황에서, 램프의 온도 상승은 냉매의 자연 대류, (DBD-) 램프의 외부 표면에 따른 열 싱크(sink)의 사용 및/또는 램프의 표면(들)에 사용된 열 싱크에 의해 제한될 수 있다. 속이 빈 로드는 순환의 방향에 따라 냉매의 입구 또는 출구 중 하나로서 이용될 수 있다. 로드에 따른 개구부는 하나일 수도 있고, 로드의 축을 따라 분포될 수도 있다.
전술한 바와 같이 구동기/밸러스트 및/또는 램프로 통합된 냉각 펌프는 강제 액체 냉각을 위해 필요할 수 있다. 또는, 구동기 및/또는 램프 하우징에서의 입구 및 출구 개구부를 갖는 개방된 냉각 시스템이 사용될 수 있다. 개방된 냉각 시스템의 경우에, 몇개의 밸러스트가 중앙 냉각 공급 유닛을 이용하여 직렬로 연결되거나 병렬로 접속될 수 있다.
본 발명에 따르면 밸러스트 내측으로의 냉매 순환은 또한 밸러스트 자체에 의해 생성된 열을 분산시키는데 이용될 수 있다.
반응 시스템의 컨테이너 내의 액체 처리를 위해 DBD-램프를 사용하는 특수한 경우에는 다른 선택 사항이 제공된다. 이러한 응용에서, 내부 냉각 회로가 외부 처리액으로부터 공급을 받을 수 있다. 잠재적인 이점은 이하와 같다: 부차적인 냉매 및 순환 루프가 요구되지 않고, 시스템을 용이하게 관리할 수 있다. 내부 냉매 에 대한 입구 및 출구는 또한 램프의 2개의 면 상에 위치할 수 있다.
밸러스트는 램프와 밸러스트 사이의 직접적인 접촉을 구현하는 램프-지지부를 포함한다. 이러한 램프-지지부는 램프 및 밸러스트를 함께 설치하기 위한 기계적인 지지부로서 또한 배치된다. 램프 지지부는 (DBD-) 램프가 설치측에 형성되는 방식에 의존하여 여러 형태를 가질 수 있다. 하나 또는 수 개의 냉매용 개구부가 요구될 수도 있으며, 이러한 지지부는 밸러스트의 고전압 출력단, 및 능동 전극을 포함하는 (DBD-) 램프의 일부를 향해 개방되어 있다.
밸러스트 및/또는 (DBD-) 램프 내측에서 생성된 열을 분산시키기 위한 선택적인 하나 이상의 열 싱크가 램프 밸러스트 시스템에 배치될 수 있다. 이러한 열 싱크는 예를 들어 외부 열 싱크로서 다수의 방식으로 구현될 수 있다. 폐쇄된 냉각 회로 또는 루프는 밸러스트 및/또는 램프의 내측으로부터 모든 과잉 열을 모은다. 외부 열 싱크(들)에 따른 액체 파이프를 형성함으로써, 램프 및/또는 밸러스트에서의 온도 상승이 제한된다.
가능성있는 다른 열 싱크는 이하와 같다: 예를 들어, 처리액이 냉매로서 사용되는 경우 또는 냉매가 처리액을 통해 파이프로 보내지는 경우의 처리액; 외부 대류 냉각; 또는 열 교환기와 같은 외부 액체 냉각.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 램프가 동축 타입이면서, 이용가능한 체적 및 치수가 시스템의 밸러스트 및 다른 부분들에 대한 체적/공간 요구사항과 일치하는 경우에, 냉각 회로를 갖거나 갖지 않는 밸러스트가 외부 램프 엔벌로프 내측에 또한 통합될 수 있다. 주요한 이점은 명백하게, 공간 절약이다. 즉, 램프와 밸러 스트, 및 내부 냉각이 하나의 통합된 유닛으로서 이용가능하고, 외부 세계에 대한 밸러스트 및 램프의 고전압 부분의 전기적 절연이 램프의 전구에 의해 제공된다.
본 발명의 하나의 이점은, 추가적인 케이블링 또는 라인 - 특히, 밸러스트와 램프 사이의 전선 - 을 갖지 않음으로써, 케이블링을 가짐으로써 통상적으로 존재하는 밸러스트의 추가적인 용량성 또는 저항성 부하가 존재하지 않는다는 것이다. 또한 케이블링으로 인한 추가적인 전자기 교란이 존재하지 않는다. 고전압 케이블링으로 인한 안전 손실의 위험이 저감되고/되거나 적어도 거의 제거되고, 고전압에 적절한 케이블링 및 적절한 접속을 위한 비용이 매우 낮아진다.
바람직하게는, 램프와 밸러스트 사이의 전기적 접속은, 밸러스트가 능동 전극 및 접지 전극, 또는 능동 전극에만 직접 접촉하는 것이다. 이는 몇가지 방식으로 구현될 수 있다. 하나의 방식은 밸러스트 또는 구동기의 하우징을 램프에 직접 접촉하게 하는 것이다. 램프 또는 램프 엔벌로프 및 밸러스트 하우징이 적어도 일부 서로 관통하도록, 램프가 하우징에 인접하게 배치될 수 있거나, 심지어 밸러스트의 하우징으로 적어도 일부 연장할 수 있다. 구동기 또는 밸러스트 역시 램프 내로 적어도 일부 통합될 수 있다. 동축 DBD-램프의 경우에, 밸러스트는 동축 구조의 내부 튜브 내측에 배치될 수 있다.
직접적인 접촉을 구현하기 위하여, 램프와 구동기 사이, 및/또는 구동기의 고전압 부분과, 램프의 능동 전극 또는 전기적 접촉을 위한 수단 사이의 접속은 스크루 피팅(screw fitting) 또는 베이어닛(bayonet) 결합을 포함하는 플러그 접속 결합 그룹에 의해 구현되는 것이 바람직하다. 이러한 접속은 한편으로는 기계적인 접속으로서의 역할을 하고, 이와 병행하여 다른 한편으로는 전기적인 접속으로서의 역할을 한다. 이러한 접속에 의해, 기계적으로 설치될 뿐만 아니라, 밸러스트와 램프 사이에 전술한 직접적인 접촉이 구현된다. 이렇게 용이하게 접속을 구현하는 것은 램프 밸러스트 시스템을 더욱 간단하게 만들고, 램프 밸러스트 시스템이 사용되는 몇몇 응용에 설치하는 것을 더욱 용이하게 만든다.
고전력 동작 동안에, 구동기 뿐만 아니라 램프의 온도를 제어하는 것이 보통은 필요하다. 온도를 제어 및 통제하기 위해서는, 하나 이상의 냉각 장치 또는 냉각 시스템이 램프 밸러스트 시스템에 대해 필요하다. 이러한 냉각 장치는 개방된 냉각 회로일 수 있다; 이것은 외부 접속을 갖지만, 폐쇄된 냉각 회로는 외부 접속을 갖지 않는다. 냉매를 공급하기 위한 냉각 시스템 또는 냉각 회로가 통합되는 것이 적절하며, 램프 밸러스트 시스템에 완전히 통합되는 것이 바람직하다. 어떠한 외부 접속도 행해질 필요가 없도록, 냉각 회로는 램프 밸러스트 시스템으로 완전히 통합되는 것이 바람직하다. 통합된 냉각 회로는 램프, 밸러스트, 또는 둘 다의 온도를 제어할 수 있다. 특히, 수 개의 램프 밸러스트 시스템들이 필요한 응용에서, 이것은 시스템을 용이하게 설치하는 것뿐만 아니라, 램프 밸러스트 시스템의 간단한 배치를 가능하게 한다. 냉각 회로 또는 냉각 장치는 열 싱크, 냉매, 냉각 펌프, 및 냉각 라인을 포함하는 것이 바람직하다. 냉매는 물 뿐만 아니라 강제 공기와 같은 임의의 적절한 유체일 수 있다.
구동기의 고전압 부분과 램프 사이의 전기적 접촉은, 밸러스트의 고전압 부분에 의해 바람직하게 고정되고, 램프로부터 구동기 하우징으로 연장하는, 램프 지 지부와 협동하는 로드 전극에 의해 구현된다. 이렇게 함으로써, 전기적 접촉을 위한 수단이 구현하기 용이하다.
램프 또는 밸러스트 중 하나, 또는 둘 다에 대한 적절한 냉각을 달성하기 위하여, 냉각 회로 또는 냉각 시스템이 램프 내의 적어도 일부 및/또는 밸러스트 내의 적어도 일부에 배치된다.
전술한 바와 같이, 냉각 회로는 통합된 펌핑 시스템 및 통합된 냉각 라인을 포함한다. 이것은 폐쇄된 냉각 회로를 가능하게 한다.
통합된 펌핑 시스템은 밸러스트의 하우징에 위치하는 것이 바람직하다. 냉각 라인을 간단한 방식으로 배치하기 위하여, 램프 밸러스트 시스템은 몇 개의 피드-스루(feed-through) 경로를 갖는다. 따라서, 하나 이상의 피드-스루 경로가 로드 전극, 능동 전극을 포함하는 (DBD) 램프의 일부, 램프-지지부, 및/또는 하우징에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 피드-스루 경로는 냉각 라인(들)을 간단한 방식으로 통합하는데 이용될 수 있다. 하나 이상의 통합된 냉각 라인이 로드 전극, 고전압 부분, 램프-지지부, 및/또는 하우징의 피드-스루 경로에 통합된다.
유리하게는, 냉각 시스템 및/또는 냉각 회로가 복수의 램프 밸러스트 시스템의 병렬 및/또는 직렬 접속을 가능하게 하는 개방된 냉각 시스템으로서 배치된다. 이로써, 개방 구조의 몇몇 램프 밸러스트 시스템이 하나의 냉각 시스템을 통해 결합될 수 있어, 하나의 중앙 냉각 회로만이 구현된다.
상기 냉각 시스템을 통해 흐르는 냉매는 폐쇄된 냉각 회로의 경우에 별도의 냉매일 수 있거나, 개방된 냉각 시스템의 경우에, 예를 들어 상기 램프-밸러스트 시스템이 사용된 응용의 처리액으로부터 취해진 내부 냉매일 수 있다. 후자의 냉매 시스템, 즉 개방된 냉각 회로에 의해, 추가적인 냉매가 필요하지 않다. 램프-밸러스트 시스템의 냉각 회로를 위한 냉매는, 단순히 램프-시스템-밸러스트가 사용된 응용의 기존의 냉각 유닛으로부터 취해질 수 있다. 동일한 방식으로, 냉매가 그 응용의 냉각 유닛으로 안내될 수 있다.
본 발명에 따른 램프 밸러스트 시스템을 가짐으로써, 램프 밸러스트 시스템을 다루는 것이 매우 간단하고 용이하게 구현된다. 이러한 시스템은 다수의 응용 또는 시스템에 이용될 수 있다.
바람직하게는, 램프 밸러스트 시스템은 한 시스템에 통합될 수 있고, 이하의 응용 중 하나 이상에 이용될 수 있다: 단단한 및/또는 부드러운 표면의 유체 및/또는 표면 처리로서, 바람직하게는 세정, 살균 및/또는 정제; 액체 살균 및/또는 정제, 식품 및/또는 음료 처리 및/또는 살균, 물 처리 및/또는 살균, 수돗물 처리 및/또는 살균, 초순수(ultra pure water) 생산, 액체 또는 가스의 총 유기 탄소 함량 저감, 가스 처리 및/또는 살균, 공기 처리 및/또는 살균, 배출 가스 처리 및/또는 세정, 바람직하게는 무기 및/또는 유기 화합물인 성분의 크랙킹(cracking) 및/또는 제거, 반도체 표면의 세정, 반도체 표면으로부터의 성분의 크랙킹 및/또는 제거, 식품 보조제의 세정 및/또는 살균, 제약의 세정 및/또는 살균. 이러한 리스트는 본 발명에 따른 램프-밸러스트 시스템의 광범위한 응용이 이용될 수 있음을 나타내며, 이러한 시스템의 설치는 다루기 용이하다.
본 발명의 양태 및 다른 양태는 이하 설명할 실시예로부터 명백해질 것이고, 이러한 실시예를 참조로 설명될 것이다.
도 1은 동축 DBD-램프 및 이러한 램프에 인접하게 배치된 밸러스트를 갖는 램프 밸러스트 시스템의 종단면을 개략적으로 도시한다.
도 2는 DBD-램프 및 구동기를 갖는 램프 밸러스트 시스템의 종단면을 개략적으로 도시하며, 구동기 및 냉각 유닛은 DBD-램프의 내부 체적에 포함된다.
도 1은 램프(2) 및 밸러스트(3)를 포함하는 램프 밸러스트 시스템(1)을 도시한다. 도 1에서, 램프(2)는 유전체 장벽 방전, 즉 DBD-램프이다. 이러한 DBD-램프는 동축 타입이며, 동축 램프 엔벌로프의 일단에서, 밸러스트(3)는 DBD-램프에 인접하게 배치된다. 고전압 부분을 포함하는 밸러스트(3) 및 램프(2)를 지지하는 램프-지지부는 하우징(4)에 수용된다. 램프(2)와 밸러스트(3) 사이의 전기적 접속(5)은, 또한 하우징(4)에 수용된, 상기 램프(2)와 협동하는 상기 램프 지지부에 의해 구현된다. 이러한 램프-지지부는 램프(2)와 밸러스트(3)를 설치하고/하거나, 함께 둘을 결합하는 전기적인 지지부뿐만 아니라 기계적인 지지부로서 배치된다. 이 도면에서의 램프 지지부는 수 개의 개구부를 갖는다. 램프-지지부는 밸러스트의 고전압 출력단, 및 능동 전극 또는 일반적인 용어로는 전기적 접촉을 위한 수단을 포함하는 DBD-램프의 일부를 향해 개방되어 있다. 능동 전극은 속이 빈 금속 로드 형태로 이루어진다. 금속 로드는 램프 축에 따른 밸러스트의 고전압을 공급하는데 이용된다. 이는 구동기 하우징으로 연장되고, 어떠한 추가적인 케이블링 없이, 밸러스트의 고전압 부분과 직접적인 접촉상태에 있다. 금속 로드는 속이 빈 로드로서 형성되며, 그에 의해 속이 빈 금속 로드는 주로 2개의 기능을 갖는다: 첫번째로 구동기로부터 램프로의 전력 공급이며, 두번째로 냉매의 주입이다. 이러한 제1 실시예에서, 폐쇄된 냉각 회로(6)가 램프 밸러스트 시스템(1)에 통합된다. 냉매를 포함하는 냉각 회로(6)는 펌핑 시스템(7) 및 하나 이상의 냉각 라인(8)을 포함한다.
도 2는 동축 DBD-램프 및 구동기 또는 밸러스트(3)를 갖는 램프 밸러스트 시스템(1)을 도시하며, 밸러스트(3) 및 냉각 회로는 DBD-램프의 내부 체적에 포함된다. 도 1에서와 같이, 램프 밸러스트 시스템은 램프(2)를 포함하고, 보다 상세하게는 DBD-램프, 및 하우징(4)에 수용된 밸러스트(3)를 포함한다. 본 실시예에서, 하우징(4) 및 밸러스트(3)는 램프의 내측에 완전하게 배치된다. 마찬가지로, 램프 밸러스트 시스템은 냉각 회로(6), 여기에서는 폐쇄된 냉각 회로(6)를 포함한다.
참조 번호 리스트
1 램프 밸러스트 시스템
2 (DBD) 램프
3 밸러스트
4 하우징
5 전기적 접속
6 냉각 회로
7 펌핑 시스템
8 냉각 라인(들)

Claims (13)

  1. 자외선(UV) 광의 방사를 생성하고/하거나 방출하는 램프 밸러스트 시스템(1), 특히 유전체 장벽 방전(DBD) 램프 밸러스트 시스템으로서,
    전기적 접촉을 위한 수단을 갖는 램프(2); 및
    적어도 고전압 부분 및 램프 지지부를 수용하는 하우징(4)을 갖고, 상기 램프(2)에 접속가능하고, 상기 램프(2)에 적어도 전기를 공급하는 밸러스트(3)
    를 포함하고,
    상기 램프(2)와 상기 밸러스트(3) 사이의 전기적 접속(5)이 케이블이 없이 배치되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속(5)은, 상기 밸러스트(3)가 상기 램프와 직접 접촉하도록 구현되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 램프와 상기 밸러스트 사이의 접속은 스크루 피팅(screw fitting) 또는 베이어닛(bayonet) 결합을 포함하는 플러그 접속 결합의 그룹에 의해 구현되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉매를 공급하는 냉각 시스템 및/또는 냉각 회로(6)가 완전히 통합되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉각 회로(6)는 상기 램프(2) 내에 적어도 부분적으로, 및/또는 상기 밸러스트(3) 내에 부분적으로 배치되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각 시스템 및/또는 상기 냉각 회로(6)는 통합된 펌핑 시스템(7) 및 통합된 냉각 라인들(8)을 포함하는 램프 밸러스트 시스템(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    통합된 펌핑 시스템(7)이 상기 하우징(4) 내에 배치되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각 시스템 및/또는 냉각 회로(6)가 복수의 램프 밸러스트 시스템(1)의 병렬 및/또는 직렬접속을 가능하게 하는 개방된 냉각 시스템으로서 배치되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉매는 별도의 냉매, 또는 처리수(process water)로부터 취해진 내부 냉매일 수 있는 램프 밸러스트 시스템(1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸러스트(3)의 고전압 부분과 상기 램프(2) 사이의 전기적 접촉은 상기 램프(2)로부터 상기 하우징(4) 내로 연장하는 로드 전극에 의해 구현되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 피드-스루(feed-through) 경로가 전기적 접촉을 위한 수단에(또는 그 내부에) 배치되고, 바람직하게는 상기 로드 전극, 상기 고전압 부분, 상기 램프-지지부, 및/또는 상기 하우징에 배치되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 통합된 냉각 라인(8)이 상기 로드 전극, 상기 고전압 부분, 상기 램프-지지부, 및/또는 상기 하우징(4)의 피드-스루 경로에 통합되는 램프 밸러스트 시스템(1).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 상기 램프 밸러스트 시스템(1)을 포함하는 시스템으로서,
    단단한 및/또는 부드러운 표면의 유체 및/또는 표면 처리로서, 바람직하게는 세정, 살균 및/또는 정제,
    액체 살균 및/또는 정제,
    식품 및/또는 음료 처리 및/또는 살균,
    물 처리 및/또는 살균,
    폐수 처리 및/또는 살균,
    음료수 처리 및/또는 살균,
    수돗물 처리 및/또는 살균,
    초순수(ultra pure water) 생산,
    액체 또는 가스의 총 유기 탄소 함량의 저감,
    가스 처리 및/또는 살균,
    공기 처리 및/또는 살균,
    배출 가스 처리 및/또는 세정,
    바람직하게는 무기 및/또는 유기 화합물인 성분의 크랙킹(cracking) 및/또는 제거,
    반도체 표면의 세정,
    반도체 표면으로부터의 성분의 크랙킹 및/또는 제거,
    식품 보조제(food supplements)의 세정 및/또는 살균, 및
    제약의 세정 및/또는 살균
    중 하나 이상의 응용에 이용되는 시스템.
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