할로겐 램프

Halogen lamp
보호 유리를 제거한 상태에서 피팅으로 작동하는 할로겐 램프
둥근 UV 필터 뒤에 있는 할로겐 램프.일부 할로겐 조명 기구에 자외선을 제거하기 위한 별도의 필터가 포함되어 있습니다.
E27 나사 베이스로 교체하기 위한 제논 할로겐 램프(105W)
할로겐 램프 캡슐 클로즈업

할로겐 램프(텅스텐 할로겐, 석영 할로겐, 석영 요오드 램프라고도 함)는 불활성 가스와 요오드 또는 브롬과 같은 소량의 할로겐 혼합물로 채워진 작고 투명한 봉투에 밀봉된 텅스텐 필라멘트로 구성된 백열등입니다.할로겐 가스와 텅스텐 필라멘트의 조합은 할로겐 주기 화학 반응을 생성하며, 할로겐 주기 화학 반응은 필라멘트의 증발 텅스텐을 다시 흡착하여 수명을 늘리고 엔벨로프의 투명성을 유지합니다.이를 통해 필라멘트는 유사한 전력 및 작동 수명의 표준 백열등보다 높은 온도에서 작동할 수 있습니다. 또한 더 높은 발광 효과와 색온도의 빛을 생성합니다.할로겐 램프의 크기가 작기 때문에 프로젝터 및 조명용 콤팩트 광학 시스템에 사용할 수 있습니다.작은 유리 엔벨로프는 훨씬 더 큰 외부 유리 전구에 봉입될 수 있습니다. 이 전구는 온도가 낮고 내부 전구가 오염되지 않도록 보호하며 기계적으로 기존 [1]램프와 더 유사합니다.

표준 및 할로겐 백열전구는 LED 및 소형 형광등보다 효율성이 훨씬 떨어지기 때문에 많은 지역에서 단계적으로 폐지되고 있습니다.

역사

봉투가 어두워지는 것을 방지하기 위해 염소를 사용하는 탄소 필라멘트 램프는 1882년에 특허를[2] 받았으며,[3] 염소로 채워진 "NoVak" 램프는 1892년에 출시되었습니다.

요오드의 사용은 1933년 [4]특허에서 제안되었으며, 또한 텅스텐이 필라멘트에 순환적으로 다시 부착되는 것을 설명했습니다.1959년 제너럴 일렉트릭은[4] [5]요오드를 사용한 실용적인 램프를 특허 취득했다.

단계적 종료

2009년에 EU와 다른 유럽 국가들은 비효율적인 전구의 단계적 폐지를 시작했습니다.2016년 9월 1일 방향성 주전압 할로겐 전구의 생산 및 수입이 금지되었고,[6] 2018년 9월 1일 방향성 할로겐 전구의 생산 및 수입이 금지되었다.호주는 유럽연합([8]EU)에 준거한 정책을 유지하기 위해 2021년 말 할로겐 전구를 2020년 9월 목표로 금지했다.2021년 6월 영국 정부는 기후변화 [9]대책의 일환으로 9월부터 할로겐 전구 판매를 중단할 계획을 발표했다.

할로겐 순환

일반적인 백열등에서 증발한 텅스텐은 대부분 전구 내부 표면에 침전되어 전구가 검어지고 필라멘트가 끊어질 때까지 점점 더 약해집니다.그러나 할로겐의 존재는 이 증발된 텅스텐과 가역적인 화학 반응 주기를 설정합니다.할로겐 사이클은 전구를 청결하게 유지하며 전구의 수명 동안 광출력이 거의 일정하게 유지됩니다.적당한 온도에서 할로겐은 증발하는 텅스텐과 반응하며, 할로겐은 불활성 가스 충전물에서 이동됩니다.그러나 어느 시점에서 전구 내의 고온 영역에 도달하여 분리되고 텅스텐이 필라멘트 위로 방출되어 할로겐이 이 과정을 반복하도록 해방됩니다.그러나 전반적인 구형 봉투 온도 이 반응 성공하기 위해 기존의 백열등보다:할로겐 증기가 텅스텐과 필라멘트보다는 텅스텐 beco으로 결합할 수 있는 유리 봉투의 안쪽 위에 250°C(482°F)[10]의 온도에서만 더 높어야 한다.분유리에 [11]침전된 g.최대 출력으로 작동하는 300와트 튜브형 할로겐 전구는 약 540°C(1,004°F)의 온도에 빠르게 도달하는 반면, 500와트 일반 백열 전구는 180°C(356°F)에서만 작동하고 75와트 일반 백열 전구는 130°C(266°F)[12]에서만 작동합니다.

전구는 용융 실리카(석영) 또는 고융점 유리(알루미늄 규산염 유리 등)로 제작되어야 합니다.석영은 매우 강하기 때문에 가스 압력이 [13]높을 수 있으며, 이는 필라멘트의 증발 속도를 감소시켜 필라멘트가 동일한 평균 수명 동안 더 높은 온도(그리고 광도 효과)를 실행할 수 있도록 합니다.뜨거운 지역에서 방출되는 텅스텐은 일반적으로 그것이 어디에서 왔는지 다시 기록되지 않기 때문에 필라멘트의 뜨거운 부분은 결국 얇아지고 기능하지 못합니다.

원소 요오드를 사용한 석영 요오드 램프는 1959년 [14][15]GE가 출시한 최초의 상업용 할로겐 램프였다.얼마 지나지 않아 브롬은 장점이 있는 것으로 밝혀졌지만 원소 형태로는 사용되지 않았다.일부 탄화수소 브롬화합물은 [16][17]양호한 결과를 보였다.필라멘트의 재생은 불소로도 가능하지만, 화학반응성이 뛰어나 램프의 다른 부분이 [16][18]공격받고 있습니다.할로겐은 보통 크립톤 또는 [19]크세논과 같은 귀한 가스와 혼합됩니다.최초의 램프는 필라멘트 지지대용으로 텅스텐만을 사용했지만 일부 설계에서는 몰리브덴을 사용합니다. 예를 들어 유럽 비대칭 변환 빔용 H4 트윈 필라멘트 헤드라이트의 몰리브덴 실드가 그것입니다.

고정된 전원과 수명을 위해 모든 백열등의 발광효율은 특정 설계전압에서 가장 높습니다.12~24V 작동용으로 제작된 할로겐 램프는 광출력이 좋으며 매우 콤팩트한 필라멘트는 광학 제어에 특히 유용합니다(그림 참조).20-50와트의 다면 반사경 "MR" 램프의 범위는 원래 8mm 필름의 투영을 위해 고안되었지만, 현재는 디스플레이 조명과 가정에서 널리 사용되고 있다.최근에는 120V 또는 230V의 전원 전압에서 직접 사용할 수 있도록 설계된 광폭 빔 버전을 사용할 수 있게 되었습니다.

전압이 성능에 미치는 영향

참고 항목: 램프 정격

텅스텐 할로겐 램프는 다른 전압으로 작동할 때 다른 백열등과 유사한 방식으로 작동합니다.그러나 광 출력 V3{\displaystyle V^{3}에}비례하는 등 발광 효율을 V13{\displaystyle V^{13}에 비례하}.[20]은 정상적인 관계가 평생이 V− 14{\displaystyle V^{-14}에}비례한다입니다. 예를 들어, 전구를 5%를 더 높은으로 운전한 것으로 알려졌다.nits 설계 전압은 약 15% 더 많은 빛을 생성하며, 발광 효율은 약 6.5% 더 높지만 정격 수명의 절반에 불과할 것으로 예상됩니다.

할로겐 램프는 설계 전압에서 텅스텐 증발 속도에 맞도록 충분한 할로겐으로 제조됩니다.인가전압을 높이면 증발속도가 높아지기 때문에 어느 시점에서 할로겐이 부족하여 램프가 꺼질 수 있습니다.과전압 작동은 일반적으로 권장되지 않습니다.전압이 낮아지면 증발이 낮아지고 할로겐이 너무 많아져 비정상적인 고장이 발생할 수 있습니다.훨씬 낮은 전압에서는 전구 온도가 할로겐 사이클을 지원하기에는 너무 낮을 수 있지만, 이때까지 증발 속도가 너무 낮아 전구가 상당히 어두워질 수 없습니다.전구가 검어지는 경우 램프를 정격 전압으로 작동시켜 [21]사이클을 다시 시작하는 것이 좋습니다.할로겐 램프가 정상적으로 어두워지는 상황은 많이 있습니다.그러나 램프의 수명이 예상만큼 길어지지 않을 수 있습니다.조광에 대한 수명은 램프 구조, 사용되는 할로겐 첨가제 및 이러한 유형의 조광에 대해 일반적으로 예상되는지 여부에 따라 달라집니다.

스펙트럼

파장의 함수로서의 할로겐 빛의 힘.컬러 밴드는 가시광선 스펙트럼을 나타냅니다.

모든 백열전구와 마찬가지로 할로겐 램프는 자외선 부근에서 적외선 [22]깊이까지 연속적인 스펙트럼의 빛을 생성합니다.램프 필라멘트는 비할로겐 램프보다 높은 온도에서 동작할 수 있기 때문에 스펙트럼이 파란색으로 바뀌어 유효 색온도와 전력효율이 높은 빛을 발생시킨다.따라서 할로겐 램프는 태양과 비슷하고 [citation needed]눈에 가장 적합한 흑체 방사선 스펙트럼을 가진 소비자 광원의 유일한 옵션이 됩니다.또는 천연 자외선 차단 기능을 가진 다성분 안경을 사용할 수 있습니다.이 안경은 알루미늄 규산염 안경 계열에 속합니다.

고온 필라멘트는 UV 영역에서 약간의 에너지를 방출합니다.소량의 다른 원소가 석영에 혼합되어 도프된 석영(또는 선택적 광학 코팅)이 유해한 자외선을 차단할 수 있습니다.단단한 유리는 자외선을 차단하고 자동차 전조등 [23]전구에 널리 사용되어 왔습니다.또, 할로겐 램프는, 통상의 백열등과 같이 외측 전구내에 장착할 수 있기 때문에, 고온에 의한 리스크도 저감 할 수 있습니다.비토프 석영 할로겐 램프는 일부 과학, 의료 및 치과 기기에 UV-B 소스로 사용됩니다.

안전.

연소된 R7S 폼 팩터 할로겐 램프

할로겐 램프는 정상 작동을 위해 일반 백열등보다 훨씬 높은 온도에서 작동해야 합니다.크기가 작기 때문에 비할로겐 백열보다 필라멘트에 가까운 작은 외피 표면에 열을 집중시킬 수 있습니다.온도가 매우 높기 때문에 할로겐 램프는 화재 및 화상 위험을 초래할 수 있습니다.호주에서는 매년 수많은 주택 화재가 천장에 설치된 할로겐 다운라이트 [24][25]때문에 발생한다.웨스턴오스트레일리아 소방국은 집주인들이 대신 쿨러 구동 콤팩트 형광등이나 발광 다이오드 [26]램프를 사용하는 것을 고려할 것을 권고하고 있다.할로겐 성화 봉송은 많은 수의 화재 때문에 기숙사와 같은 곳에서 금지되었다.그들은 1992년에서 [27]1997년 사이에 100건의 화재와 10건의 사망에 대해 미국 소비자 제품 안전 위원회에 의해 책임을 졌다.할로겐 전구는 고온에서 작동하며 램프의 높은 높이가 [28]커튼과 같은 인화성 물질에 근접합니다.일부 안전 법규에서는 특히 극장에서 사용되는 고출력(1~2kW) 전구 또는 설비의 유리 및 금속 하우징에 의해 할로겐 전구를 보호하여 램프와 접촉하는 인화성 물체의 발화를 방지해야 합니다.의도하지 않은 자외선(UV) 노출을 줄이고 폭발적 전구 고장 시 핫 전구 파편을 방지하기 위해 범용 램프에는 일반적으로 전구 위 또는 주위에 UV 흡수 유리 필터가 있습니다.또는 램프 전구를 도핑하거나 코팅하여 UV 복사를 걸러낼 수 있습니다.적절한 필터링을 통해 할로겐 램프는 표준 백열등보다 적은 자외선에 노출되어 필터링 [citation needed]없이 동일한 수준의 유효 조명을 생성합니다.

표면이 오염되면, 특히 사람의 손가락 끝의 오일이 가열될 때 석영 엔벨로프가 손상될 수 있습니다.오염 물질은 유리보다 더 많은 빛과 열을 흡수하기 때문에 램프를 켤 때 전구 표면에 뜨거운 점이 생깁니다.이 극단적이고 국부적인 열은 석영을 유리 형태에서 가스가 누출되는 약한 결정 형태로 변화시킵니다.이러한 약화로 인해 전구가 거품을 형성하여 전구가 약해지고 폭발할 [29]수도 있습니다.

작은 유리 엔벨로프는 훨씬 더 큰 외부 유리 전구에 봉입될 수 있으며, 작은 사이즈가 [1]필요하지 않은 경우 다음과 같은 몇 가지 이점을 제공합니다.

  • 겉옷은 훨씬 낮고, 안전하고, 온도가 높아져, 만질 수 있는 물체나 사람을 보호할 수 있습니다.
  • 고온 구동 내부 엔벨로프는 오염으로부터 보호되며, 전구는 손상되지 않고 취급할 수 있습니다.
  • 주변은 내부 캡슐의 붕괴로부터 보호된다
  • 재킷은 자외선을 걸러낼 수 있다
  • 할로겐 전구가 피팅의 일반적인 백열등을 교체하기 위해 사용될 때, 더 큰 재킷은 전구를 교체한 것과 기계적으로 유사하게 만든다.
  • 내측과 외측 엔벨로프는 다른 압력에 있을 수 있으며, 광효율과 수명 사이의 균형을 최적화하기 위해 전도 또는 대류에 의한 열방산을 줄일 수 있다.

폼 팩터

다음 항목도 참조하십시오.백열전구 bulb 전구 모양

할로겐 램프는 다양한 모양과 크기로 제공되며 전구의 직경 및 전구에 적외선 투명 이색 반사체가 내장되어 있는지 여부를 지정하는 코딩 시스템에 따라 지정됩니다.이러한 많은 램프는 문자 "T"로 시작하여 튜브의 직경을 나타내는 숫자(인치 8분의 1 단위)를 나타냅니다. 즉, T3 전구, 그 다음 튜브형 할로겐 전구입니다.직경 [Note 1]9.5mm(3µ8인치)명칭 MR은 "다면 반사경"을 의미하며, 그 뒤의 숫자는 여전히 전체 [Note 2]전구의 직경의 8분의 1에 해당한다.만약 램프를"G"code,[주 3]다 이 램프는bipin와 형태, G다음 수가 핀 사이에 밀리 미터 단위, 보통 4, 6.35또는 10거리를 나타낼 것이다, G는 편지"Y"이, 그 후 램프의 핀 normal—보다, G6.35 직경의 1mm라 GY6.35 핀이 핀을 가지고 있다 것을 의미한다.있는직경 기준 1.3 mm."C" 코드가 있는 경우 이는 [30]필라멘트의 코일 수를 나타냅니다.양끝 원통형 전구의 길이(때로는 "높이"라고도 함)는 램프의 전압 및 와트 수만큼 폼 팩터 코드와 별도로 지정해야 합니다. 따라서 T3 120 V 150 W 118 mm는 직경이 9.5 mm(3µ8 in)인 이중 끝 튜브 모양의 전구를 의미하며 120 V 및 150 W에서 작동하며 150 W에서 작동합니다.모자는 또한 길이가 118mm이다.

R7S는 더블엔드의 리세스드 싱글 컨택(RSC) 리니어 할로겐 램프이며, 보통 118mm 또는 78mm 길이입니다.189mm, 254mm 및 331mm가 일반적이지 않은 길이도 있습니다.이 램프는 RSC/R7S 베이스에 T3 모양을 하고 있습니다.J형 및 T형 램프라고도 합니다.

적용들

동공 빛 반사를 관찰하는 의료용 할로겐 펜라이트

할로겐 헤드램프는 많은 자동차에 사용됩니다.야외 조명 시스템 및 수상용 할로겐 투광 조명도 상업 및 레크리에이션용으로 제조됩니다.현재는 데스크탑 램프에도 사용되고 있습니다.

텅스텐 할로겐 램프는 적외선 분광학에서 근적외선 광원으로 자주 사용됩니다.

할로겐 램프는 1999년부터 2006년까지 타임스퀘어 볼에 사용되었습니다.그러나 2007년부터는 [31]백열 LED의 수명이 10배 정도 길기 때문에 할로겐 램프가 LED로 교체되었습니다.타임스퀘어 볼이 베이스에 도달하면 켜지는 '새해' 숫자는 2009년 볼 [32]드롭에서 마지막으로 할로겐 조명을 사용했다.

난방

할로겐 램프는 할로겐 오븐과 세라믹 조리대의 가열 소자입니다.저와트수의 할로겐 램프 어레이는 모니터 도마뱀 사육사들에 의해 널리 사용되고 있습니다.두세 개의 작은 할로겐 램프는 인클로저에 필요한 모든 열을 발생시킬 수 있으며 동물들에 의해 호기심 많은 사람들이 그것들을 만지려고 시도하는 것을 막는 열원으로 인식된다.할로겐 램프의 두꺼운 유리 렌즈는 습도가 높은 파충류 인클로저 안에서 사용해도 안전합니다.강력한 튜브형 할로겐 램프의 뱅크가 [33]우주선의 재진입 열을 시뮬레이션하기 위해 사용되었습니다.

일반 조명

할로겐 투광 조명

실내 및 실외 투광 조명에는 고정 장착 램프가 사용되지만 LED 시스템의 개선으로 할로겐 램프가 대체되고 있습니다.다면 반사경 램프가 내장된 둥근 스포트라이트는 주거용 및 상업용 조명에 널리 사용됩니다.튜브형 할로겐 램프는 작은 광원에서 많은 양의 빛을 제공하기 때문에 건축용 조명 효과 또는 야외의 넓은 영역을 조명하기 위한 강력한 투광 램프를 생성하는 데 사용할 수 있습니다.

저전압 램프는 GU5.3 및 유사한 바이핀 베이스를 사용하는 반면, 주전압 램프는 일반 주전원 텅스텐 필라멘트 램프와 동일한 캡 또는 특수 GU10/GZ10 베이스를 사용합니다.GU10/GZ10 베이스는 알루미늄 도금 리플렉터 램프용 조명기구에 사용되는 이색 리플렉터 램프가 피팅의 과열을 유발할 수 있는 것을 방지하도록 형성되어 있습니다.이제 이러한 모든 램프의 고효율 LED 버전을 사용할 수 있습니다.

양 끝에 전기 접점이 있는 관형 램프가 이제 독립형 램프와 가정용 고정 장치에 사용되고 있습니다.다양한 길이와 전력 정격(50~300 W)이 있습니다.보다 강력한 램프가 휴대용 작업등으로 사용되며 전구의 정격은 250와트 또는 500와트입니다.

무대 조명

텅스텐 할로겐 램프는 Ellipsoidal 반사경 스포트라이트, Source Four, Fresnels 등 대부분의 극장 및 스튜디오(영화 및 텔레비전) 설비에 사용됩니다.PAR 캔도 텅스텐 할로겐이 주류를 이루고 있습니다.

특화된

프로젝션 램프는 가정 및 소규모 사무실 또는 학교에서 사용하는 영화 및 슬라이드 프로젝터에 사용됩니다.할로겐 램프는 크기가 작기 때문에 휴대용 프로젝터에 적합한 크기이지만, 녹지 않도록 열 흡수 필터를 램프와 필름 사이에 배치해야 합니다.할로겐 램프는 검사 조명 및 현미경 단계 조명기에 사용되기도 합니다.이전에는 평면 LCD 백라이트에 할로겐 램프를 사용했지만 현재는 다른 종류의 램프를 사용하고 있습니다.

처리.

할로겐 램프에는 수은이 포함되어 있지 않습니다.제너럴 일렉트릭은 석영 할로겐 램프가 유해 [34]폐기물로 분류되지 않을 것이라고 말합니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 단, T-3, T하이픈3은 전극이 양 끝에 있는 직경 T3 원통형 튜브 3/8이 아니라 단일 바이핀 베이스로 직경 3/8인치의 할로겐 튜브 램프이다.
  2. ^ 따라서 MR11은 직경 11/8인치 또는 직경 13/8인치인 다면 반사경 전구입니다.
  3. ^ "G"는 "유리"를 의미한다.

레퍼런스

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외부 링크