손전등

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배경

손전등은 조명에 사용되는 휴대용 배터리 작동 장치입니다. 일반적인 장치는 조명 손잡이를 형성하는 배터리 구획 내부에 일렬로 배열된 하나 이상의 건전지로 구성됩니다. 배터리에서 조명의 전면 끝에 있는 전구로의 전기 흐름은 배터리와 램프 사이에 배치된 스위치 메커니즘을 통해 제어됩니다.

연혁

실용적인 휴대용 광원은 역사를 통해 추구되어 왔습니다. 횃불과 양초는 초기의 광원이었지만 사람들이 다양한 동물성 기름과 광물성 기름을 태우는 법을 배우면서 주로 등불로 대체되었습니다. 그러나 19세기가 되어서야 전기를 이용해 빛을 만들 수 있었습니다. 현대식 배터리로 작동되는 손전등은 American Eveready Battery Company의 원래 소유주인 Joshua Lionel Cowen이 1898년에 만들었습니다. Cowen은 원래 화분용 장식 조명 기구에 대한 아이디어를 개발했습니다. 그의 고정 장치는 전구가 달린 금속 튜브와 건전지로 구성되었습니다. Cowen은 금속 튜브, 전구 및 배터리를 세계 최초의 손전등으로 바꾸고 배터리와 손전등 판매를 시작한 Eveready 영업사원 중 한 명인 Conrad Hubert에게 자신의 아이디어를 전달했습니다. 지난 100년 동안 기술의 발전으로 수백 가지의 다양한 스타일과 기능을 가진 손전등이 탄생했습니다. 예를 들어, 손전등은 이제 여러 번 사용할 수 있는 충전식 배터리로 만들어집니다. 다른 조명은 수중 또는 고온 조건에서 작업하는 것과 같은 특수 작업을 위해 설계되었습니다.

디자인

가장 일반적인 손전등 디자인은 배터리가 들어 있는 튜브 모양의 손잡이로 구성된 단순한 가정용 조명입니다. 이 핸들은 전구 메커니즘을 수용하는 나사산 헤드 어셈블리에 고정되어 있습니다. 이 장치는 표준 배터리로 작동하며 일반적인 광 출력을 제공합니다. 산업적 또는 전문적 사용을 위해서는 특별한 디자인이 필요합니다. 이 조명은 더 무거운 게이지 재료로 만들어졌으며 더 내구성이 있습니다. 그들은 또한 더 밝은 광선을 생성하기 위한 것입니다. 더 밝은 광선의 손전등은 경찰, 소방관 및 군대에서 사용됩니다. 캠핑 랜턴은 일반적으로 대용량 배터리로 구동되는 더 큰 장치입니다. 이들은 에너지 효율이 더 높기 때문에 형광등을 광원으로 자주 사용하지만 이러한 유형의 전구는 강하거나 광선을 직접 전달하지 않습니다. 또한, 이러한 유형의 랜턴의 증가된 크기와 무게는 휴대성을 제한합니다. 참신한 손전등은 어린이가 사용하도록 설계되었습니다. 이들은 가벼운 플라스틱으로 만들어지는 경향이 있으며 시각적 디자인으로 유명합니다. 조명의 본체는 장치의 어린이의 매력을 증가시키는 장식용 플라스틱 오버레이로 장식될 수 있습니다. 그들의 디자인은 종종 인기 있는 만화나 어린이 책에서 좋아하는 캐릭터를 기반으로 합니다. 마지막으로 특정 용도를 위해 설계된 다양한 특수 조명이 있습니다. 예를 들어, 뱀 조명, 구부리거나 비틀어서 닿기 어려운 곳에 빛을 제공할 수 있는 유연한 튜브. 다른 것들은 열쇠 구멍을 밝히기 위해 열쇠 고리에 맞도록 충분히 작게 설계되었습니다.

손전등을 설계할 때 고려해야 할 요소에는 광 출력, 내구성 및 특수 환경에서 작동하는 기능이 포함됩니다. 배터리 수명도 중요한 요소이며 일부 조명은 전기 콘센트에 연결하여 충전하거나 필요할 때까지 충전을 유지하도록 설계되었습니다. 다른 조명은 발광 다이오드로 제작된 차세대 손전등과 같은 특수 전구를 사용합니다. 백열전구만큼 밝지는 않지만 소비전력이 너무 낮아 기존 배터리로 수백 시간을 사용할 수 있는 반면 백열전구는 수십 시간을 사용할 수 있습니다.

제조 공정

플라스틱 하우징

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1 손전등 구성에 사용되는 플라스틱 구성 요소는 일반적으로 폴리스티렌 및 기타 내구성 폴리머를 사용하여 사출 성형됩니다. 이 과정에서 플라스틱 펠렛은 가소제 및 착색제와 혼합됩니다. 이 혼합물을 가열하여 액화시킨 다음 사출 플런저를 통해 적절한 모양의 금형에 사출합니다. 그런 다음 금형에 고압을 가하여 금형이 완전히 채워졌는지 확인하고 주입된 액체 플라스틱의 힘에 대해 금형을 함께 고정합니다. 일반적으로 내부 및 외부 스레드가 모두 성형되는 엔드 클로저도 성형됩니다. 고속 또는 다중 캐비티 생산 성형기에는 2,500톤의 높은 압력이 사용될 수 있습니다.

2 사출 공정 후, 용융 플라스틱은 금형의 채널을 통해 물을 강제로 통과시켜 냉각됩니다. 플라스틱은 냉각되면서 경화되고 압력이 해제됩니다. 이 시점에서 금형의 두 반쪽이 분리되고 마무리를 위해 플라스틱 부분을 제거할 수 있습니다. 이 공정에 사용되는 플라스틱 폴리머는 열가소성 수지이므로 반복적으로 녹여서 스크랩 조각을 다시 작업하여 추가 부품을 만들 수 있습니다. 따라서 이 과정에서 낭비되는 플라스틱이 거의 없습니다. 플라스틱 부품을 연마, 절단 및 마무리하려면 후속 작업이 필요할 수 있습니다.

광원

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3 백열등은 손전등에 사용되는 가장 일반적인 광원입니다. 이들은 유리 전구에 밀봉된 금속 필라멘트로 구성됩니다. 필라멘트가 전류에 노출되면 와이어의 저항으로 인해 와이어가 가열되어 가시 파장의 빛을 방출합니다. 필라멘트는 전구의 바닥을 형성하는 원통형 유리 비드의 구멍을 통과하는 두 개의 와이어에 용접됩니다. 이 구조는 고정 장치에 배치되고 한쪽 끝이 닫힌 원통형 유리 봉투가 필라멘트 위에 배치됩니다. 유리 봉투의 열린 끝이 유리 구슬에 닿아 있습니다.

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4 구조물을 진공 챔버 내부에 배치하고 열을 가하여 유리 엔벨로프를 유리 비드에 밀봉합니다. 열로 인해 유리가 부드러워지고 필라멘트가 한쪽으로 쏠릴 수 있습니다. 따라서 필라멘트가 올바르게 정렬되지 않으면 전구가 올바른 방향으로 광선을 투사하지 않도록 주의해야 합니다.

다른 가능한 광원으로는 캠핑 랜턴에 자주 사용되는 형광등이 있습니다. 이 전구는 전구 내부의 가스 분자의 여기로 인해 빛을 방출합니다. LED 또는 발광 다이오드는 일부 특수 조명에 사용됩니다. 이들은 극히 낮은 수준의 전류에 노출될 때 빛을 방출합니다. 전구는 작업 중 빛의 초점을 맞추는 데 도움이 되는 광택이 나는 알루미늄 반사판 앞에 장착되는 경우가 많습니다.

스위치 및 제어

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5 손전등의 전자 회로는 디자인에 따라 다릅니다. 간단한 조명은 전구 바닥에서 연장되는 전선에 배터리 단자를 연결하는 전선 사이를 연결하기 위해 끄기/켜기 스위치에 의존합니다. 이 유형의 스위치는 가장 일반적으로 적절한 연결을 위해 위 또는 아래로 움직이는 슬라이드 유형입니다. 스위치 어셈블리는 더 정교한 조명에서 더 복잡합니다. 한 미국 특허는 전선 사이에 접촉을 생성하기 위해 눌려진 유연한 금속 스트립을 설명합니다.

조립

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6 설계 및 제조업체의 능력에 따라 장치는 자동화된 컨베이어 라인에서 또는 손으로 조립될 수 있습니다. 일부 모델, 특히 소형 시계 배터리를 사용하는 모델은 조립 중에 배터리가 삽입되어 있습니다. 그렇지 않으면 나중에 소비자가 삽입하는 배터리 없이 장치가 조립될 수 있습니다. 이 작업에는 램프 어셈블리를 케이스의 나사산에 나사로 고정하는 작업이 포함됩니다.

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포장

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7 조립된 제품은 투명한 플라스틱 블리스터 팩이나 조개 껍질과 같은 외부 포장 형태로 포장될 수 있습니다. 그런 다음 플라스틱 쉘을 판지 디스플레이 카드에 부착하거나 배송 전에 상자에 포장할 수 있습니다.

품질 관리

완성된 손전등은 제대로 작동하는지 확인하기 위해 일련의 품질 관리 테스트를 거칩니다. 먼저 전구가 반사경과 제대로 정렬되어 있는지 확인해야 합니다. 잘못 정렬되면 성능이 저하될 수 있습니다. 둘째, 스위치 어셈블리가 전기 리드와 적절하게 접촉하는지 결정하기 위해 평가됩니다. 셋째, 습기가 배터리함에 실수로 들어가지 않는지 확인하기 위해 배터리 함의 밀봉을 확인해야 합니다. 이 밀봉은 배터리 작동 중에 형성될 수 있는 가스의 배출을 허용해야 합니다.

전구 자체는 별도의 품질 표준을 충족해야 합니다. 일반적으로 Division 2 승인 손전등의 온도 등급은 TI에서 T6까지이며, 여기서 T1은 450°C(842°F) 이하의 온도이고 T6은 185°F(185°F) 이하입니다. 85°C). 손전등 제조업체에서 사용하는 테스트 연구소에는 Factory Mutual Research Corporation, Underwriters Laboratories 및 Demko가 있습니다.

위험한 환경

위험한 환경이나 제한된 공간에서 사용할 모든 손전등은 해당 위치에 적용되는 모든 안전 표준을 충족하거나 초과하는지 확인하기 위해 적절하게 테스트해야 합니다. 위험 지역은 미국 전기 규정에 의해 정의되며 다음 분류를 포함합니다. 클래스 I 위치는 가연성 가스가 폭발성 또는 가연성 혼합물을 생성하기에 충분한 양으로 존재할 수 있는 영역입니다. 클래스 II 위치는 가연성 분진이 있기 때문에 위험한 것으로 설명될 수 있습니다. 클래스 III 위치에는 쉽게 발화할 수 있는 섬유와 파일이 있습니다. 위험한 대기는 "그룹"으로 더 정의됩니다. 여기에는 아세틸렌, 수소 또는 에틸에테르 증기, 에틸렌, 시클로프로판, 가솔린, 헥산, 나프타, 벤젠, 부탄, 프로판, 알코올, 아세톤, 벤졸, 래커 용매 증기와 같은 동등한 위험의 가스 또는 증기를 포함하는 대기가 포함됩니다. 자연 가스. 알루미늄, 마그네슘 및 이들의 상용 합금을 포함한 금속 먼지도 위험한 대기를 생성할 수 있습니다. 카본 블랙, 석탄 또는 코크스 먼지, 밀가루, 전분 또는 곡물 먼지가 포함된 환경은 코드로 분류됩니다. 이러한 환경에서 사용하도록 설계된 손전등은 출고 전에 개별적으로 테스트됩니다.

미래

제조업체는 계속해서 손전등 디자인을 개선하고 있습니다. 향상된 전원을 갖춘 새로운 모델이 점점 인기를 얻고 있습니다. 예를 들어, 새로운 자체 전원 손전등의 발전소는 탄소강 스프링 에 운동 에너지를 저장하는 고유하고 특허받은 메커니즘인 혁신적인 Freeplay Generator입니다. 사용자가 감기 핸들을 돌릴 때. 이 에너지는 조명을 켤 때 전기 에너지로 방출되어 다른 외부 전원 없이 조명에 전원을 공급합니다.

손전등의 다른 개선 사항에는 향상된 내구성을 위한 더 단단한 폴리머와 배터리 수명을 보존하기 위해 자동 차단 메커니즘을 허용하는 더 스마트한 컴퓨터 기술이 있습니다. 마지막으로, 점점 더 정교해지는 성형 기술을 통해 다양한 모양과 색상의 참신한 손전등을 만들 수 있습니다.