에베네저 키너슬리의 발견
1761년 에베네저 키너슬리(Ebenezer Kinnersley)는 전선을 가열하여 백열 상태로 만드는 것을 시연했습니다.
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백열전구의 역사
금요일 1월 1, 1802 로 현재
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백열전구(incandescent light bulb, incandescent lamp 또는 incandescent light globe)는 금속 필라멘트를 높은 온도로 가열하여 빛을 내는(백열 현상) 전기 조명입니다. 필라멘트는 산화를 방지하기 위해 불활성 기체나 진공 상태로 채워진 유리 또는 용융 석영 전구로 보호됩니다. 할로겐 램프의 경우, 금속 증기를 필라멘트에 다시 증착시키는 화학적 과정을 통해 필라멘트 증발을 늦춤으로써 수명을 연장합니다.
험프리 데이비의 실험
1802년, 험프리 데이비(Humphry Davy)는 영국 왕립 연구소 지하실에 보관된 2,000개의 전지로 구성된 "거대한 크기의 배터리"라고 묘사한 장치를 사용하여, 녹는점이 매우 높은 금속인 백금의 얇은 조각에 전류를 흘려 백열광을 만들어냈습니다. 이는 실용화하기에는 밝기가 충분하지 않았고 지속 시간도 짧았지만, 이후 75년 동안 수많은 실험자가 노력하게 된 선례가 되었습니다.
린지, 지속적인 전기 조명 시연
1835년, 제임스 보우먼 린지(James Bowman Lindsay)는 스코틀랜드 던디에서 열린 공개 회의에서 지속적인 전기 조명을 시연했습니다. 그는 "1.5피트 거리에서 책을 읽을 수 있다"고 말했습니다. 당시 스코틀랜드 던디의 와트 연구소 강사였던 린지는 연소되지 않고 연기나 냄새가 나지 않으며 데이비의 백금 전구보다 생산 비용이 저렴한 조명을 개발했습니다. 그러나 장치를 만족스럽게 완성한 후 그는 무선 전신 문제로 관심을 돌렸고 전기 조명을 더 이상 개발하지 않았습니다. 그의 주장은 잘 문서화되어 있지 않지만, 챌로너(Challoner) 등은 그를 "백열전구"의 발명가로 인정하고 있습니다.
진공 상태의 백열전구
1838년, 벨기에의 석판화가 마르슬랭 조바르(Marcellin Jobard)는 탄소 필라멘트를 사용한 진공 상태의 백열전구를 발명했습니다.
워런 드 라 루의 발명
1840년, 영국 과학자 워런 드 라 루(Warren de la Rue)는 코일 형태의 백금 필라멘트를 진공관에 넣고 전류를 흘렸습니다. 이 설계는 백금의 높은 녹는점이 고온 작동을 가능하게 하고, 진공 챔버가 백금과 반응할 기체 분자를 줄여 수명을 향상시킬 것이라는 개념에 기반했습니다. 작동 가능한 설계였지만, 백금의 비용 때문에 상업적으로는 비실용적이었습니다.
백열 램프에 대한 최초의 특허
1841년, 영국의 프레데릭 드 몰린스(Frederick de Moleyns)는 진공 전구 안에 백금선을 사용하는 설계로 백열 램프에 대한 최초의 특허를 받았습니다. 그는 탄소도 사용했습니다.
탄소 필라멘트를 사용한 백열전구
1845년, 미국의 존 W. 스타(John W. Starr)는 탄소 필라멘트를 사용하는 백열전구에 대한 특허를 취득했습니다. 그는 특허를 받은 직후 사망했으며, 그의 발명품은 상업적으로 생산되지 않았습니다.
장 외젠 로베르-우댕의 백열전구 공개 시연
1851년, 장 외젠 로베르-우댕(Jean Eugène Robert-Houdin)은 프랑스 블루아에 있는 자신의 사유지에서 백열전구를 공개적으로 시연했습니다. 그의 전구는 블루아 성 박물관에 전시되어 있습니다.
백금 필라멘트를 사용한 전기 백열전구
1859년, 모세 G. 파머(Moses G. Farmer)는 백금 필라멘트를 사용하는 전기 백열전구를 만들었습니다. 그는 나중에 토머스 에디슨이 구입한 전구를 특허로 등록했습니다.
러시아의 알렉산더 로디긴이 발명한 백열전구
1872년, 러시아의 알렉산더 로디긴(Alexander Lodygin)은 백열전구를 발명하여 1874년에 러시아 특허를 받았습니다. 그는 밀폐되고 질소로 채워진 유리 용기 안에 단면이 작은 두 개의 탄소 막대를 버너로 사용했으며, 첫 번째 탄소가 소모되면 전류가 두 번째 탄소로 흐르도록 전기적으로 배열했습니다. 나중에 그는 미국에 거주하며 알렉산더 드 로디긴(Alexander de Lodyguine)으로 이름을 바꾸고 크롬, 이리듐, 로듐, 루테늄, 오스뮴, 몰리브덴 및 텅스텐 필라멘트를 가진 백열 램프에 대한 특허를 신청하여 취득했으며, 몰리브덴 필라멘트를 사용한 전구는 1900년 파리 만국 박람회에서 시연되었습니다.
캐나다 특허 출원
1874년 7월 24일, 헨리 우드워드(Henry Woodward)와 매튜 에반스(Mathew Evans)가 질소로 채워진 유리 실린더에 탄소 막대를 장착한 램프에 대해 캐나다 특허를 출원했습니다. 그들은 램프 상용화에 실패했고, 1879년 토머스 에디슨에게 특허권(미국 특허 0,181,613)을 매각했습니다.
초기 전구의 검게 변하는 현상을 방지하는 처리 방법 발견
진공 펌프 전문가인 찰스 스턴(Charles Stearn)의 도움으로 1878년 스완(Swan)은 초기 전구의 검게 변하는 현상을 방지하는 처리 방법을 개발했습니다. 이는 1880년에 영국 특허를 받았습니다.
에디슨의 "전기 조명 개선"에 대한 첫 특허 출원
토머스 에디슨은 1878년부터 실용적인 백열 램프 개발을 위한 본격적인 연구를 시작했습니다. 에디슨은 1878년 10월 14일 "전기 조명 개선(Improvement In Electric Lights)"에 대한 첫 특허를 출원했습니다.
뉴캐슬 화학 학회 회의
1878년 12월 18일, 뉴캐슬 화학 학회 회의에서 가느다란 탄소 막대를 사용한 램프가 공개되었습니다.
스완의 작동 시연
스완은 1879년 1월 17일 뉴캐슬 화학 학회 회의에서 작동 시연을 했습니다.
세계 최초로 백열전구로 밝혀진 거리
세계 최초로 백열전구로 밝혀진 거리는 영국 뉴캐슬어폰타인의 모슬리 스트리트(Mosley Street)입니다. 1879년 2월 3일 조셉 스완(Joseph Swan)의 백열 램프로 밝혀졌습니다.
에디슨의 첫 성공적인 테스트
1880년대 초 탄소로 시작하여 백금 및 기타 금속으로 많은 실험을 거친 끝에, 에디슨은 결국 탄소 필라멘트로 돌아왔습니다. 첫 성공적인 테스트는 1879년 10월 22일에 이루어졌으며 13.5시간 동안 지속되었습니다.
에디슨은 탄소 필라멘트 또는 스트립을 감아 백금 접점 와이어에 연결한 전구에 대한 미국 특허를 출원했습니다
에디슨은 이 설계를 지속적으로 개선하여 1879년 11월 4일, "탄소 필라멘트 또는 스트립을 감아 백금 접점 와이어에 연결한" 전구에 대한 미국 특허를 출원했습니다. 이 특허에는 "면사, 리넨 실, 나무 조각, 다양한 방식으로 감은 종이"를 사용하는 등 탄소 필라멘트를 만드는 여러 방법이 기술되어 있었지만, 에디슨과 그의 팀은 나중에 탄화된 대나무 필라멘트가 1200시간 이상 지속될 수 있음을 발견했습니다.
세계 최초로 전기로 완전히 조명된 공공 건물
1881년, 런던 웨스트민스터 시의 사보이 극장은 스완 백열전구로 조명을 밝혔으며, 이는 세계 최초로 전기로 완전히 조명된 극장이자 공공 건물이었습니다.
래티머, "탄소 제조 공정" 특허 획득
당시 에디슨의 회사에서 근무하던 루이스 래티머는 탄소 필라멘트의 파손을 줄이고 맥심 필라멘트의 특징적인 "M"자 모양과 같은 새로운 형태로 성형할 수 있게 하는 개선된 열처리 방법을 개발했습니다. 1882년 1월 17일, 래티머는 전구 필라멘트 생산을 위한 개선된 방법인 "탄소 제조 공정"에 대한 특허를 받았으며, 이는 유나이티드 일렉트릭 라이트 컴퍼니(United Electric Light Company)에 매각되었습니다. 래티머는 필라멘트를 와이어 지지대에 부착하는 더 나은 방법과 같은 다른 개선 사항들에 대해서도 특허를 받았습니다.
스완, 자신의 미국 특허권을 브러시 일렉트릭 컴퍼니에 매각
영국에서는 에디슨과 스완의 회사가 합병하여 에디슨 앤 스완 유나이티드 일렉트릭 컴퍼니(나중에 에디스완으로 알려졌으며, 최종적으로 손 라이팅(Thorn Lighting Ltd)에 합병됨)가 되었습니다. 에디슨은 처음에 이 합병에 반대했지만, 스완이 그를 고소하여 승소한 후 결국 협력할 수밖에 없었고 합병이 이루어졌습니다. 결국 에디슨은 회사 내 스완의 모든 지분을 인수했습니다. 스완은 1882년 6월 자신의 미국 특허권을 브러시 일렉트릭 컴퍼니에 매각했습니다.
미국 특허청, 에디슨의 특허에 대한 판결을 내리다
미국 특허청은 1883년 10월 8일, 에디슨의 특허가 윌리엄 소여의 선행 기술에 기반하고 있어 무효라는 판결을 내렸습니다.
에디슨의 소송
에디슨의 소송은 수년간 계속되었습니다. 결국 1889년 10월 6일, 판사는 "고저항 탄소 필라멘트"에 대한 에디슨의 전등 개선 청구가 유효하다고 판결했습니다.
괴벨 전구 이야기
하인리히 괴벨은 1893년, 1854년에 고저항의 얇은 탄화 대나무 필라멘트, 백금 인입선, 전체 유리 외피, 고진공을 갖춘 최초의 백열전구를 설계했다고 주장했습니다. 4개 법원의 판사들은 괴벨의 선행 발명 주장에 의문을 제기했지만, 에디슨 특허의 만료일로 인해 최종 심리에서 결정이 내려지지는 않았습니다. 2007년에 발표된 연구 논문은 1850년대 괴벨 전구 이야기가 전설에 불과하다고 결론지었습니다.
말리냐니, 대량 생산을 위한 배기 방법 특허 획득
1896년 이탈리아 발명가 아르투로 말리냐니(1865–1939)는 800시간 동안 지속되는 경제적인 전구를 얻을 수 있는 대량 생산용 배기 방법의 특허를 받았습니다. 이 특허는 1898년 에디슨이 인수했습니다.
네른스트 램프
1897년 독일의 물리학자이자 화학자인 발터 네른스트는 진공이나 불활성 기체 내에 밀봉할 필요가 없는 세라믹 글로바를 사용하는 백열등의 일종인 네른스트 램프를 개발했습니다. 탄소 필라멘트 램프보다 두 배 더 효율적인 네른스트 램프는 금속 필라멘트를 사용하는 램프에 밀리기 전까지 잠시 인기를 끌었습니다.
산도르 유스트와 크로아티아인 프라뇨 하나만, 텅스텐 필라멘트 램프에 대한 헝가리 특허 획득
1904년 12월 13일, 헝가리의 산도르 유스트와 크로아티아의 프라뇨 하나만은 탄소 필라멘트보다 더 오래 지속되고 더 밝은 빛을 내는 텅스텐 필라멘트 램프에 대한 헝가리 특허(제34541호)를 받았습니다. 텅스텐 필라멘트 램프는 1904년 헝가리 회사 퉁스람(Tungsram)에 의해 처음으로 시판되었습니다. 이 유형은 많은 유럽 국가에서 종종 퉁스람 전구라고 불립니다. 아르곤이나 질소와 같은 불활성 기체로 전구를 채우면 진공 상태에서 작동하는 것보다 텅스텐 필라멘트의 증발이 느려집니다. 이는 더 높은 온도와 더 큰 효율을 가능하게 하며 필라멘트 수명 감소를 줄여줍니다.
윌리엄 D. 쿨리지, 소결 텅스텐으로 "연성 텅스텐"을 만드는 방법 개발
1906년, 제너럴 일렉트릭 컴퍼니에서 근무하던 윌리엄 D. 쿨리지는 소결 텅스텐으로 필라멘트를 만들 수 있는 "연성 텅스텐" 제조 방법을 개발했습니다. 1911년까지 제너럴 일렉트릭은 연성 텅스텐 와이어를 사용한 백열전구를 판매하기 시작했습니다.
어빙 랭뮤어의 연구
1913년, 어빙 랭뮤어는 진공 대신 불활성 기체로 램프를 채우면 발광 효율이 두 배로 높아지고 전구의 흑화 현상이 감소한다는 사실을 발견했습니다.
코일형 코일 텅스텐 필라멘트를 사용한 최초의 이중 코일 전구
1921년, 하쿠네츠샤(도시바의 전신)에서 근무하던 미우라 준이치는 코일형 코일 텅스텐 필라멘트를 사용한 최초의 이중 코일 전구를 만들었습니다. 당시에는 코일형 코일 필라멘트를 대량 생산할 기계가 존재하지 않았습니다. 하쿠네츠샤는 1936년까지 코일형 코일 필라멘트를 대량 생산하는 방법을 개발했습니다.
마빈 핍킨, 전구 내부를 약화시키지 않고 서리 처리하는 공정 특허 획득
1925년, 미국 화학자 마빈 핍킨은 전구 내부를 약화시키지 않고 서리 처리(프로스팅)하는 공정에 대한 특허를 받았습니다.
아르곤 대신 크립톤 기체로 램프 채우기
1930년, 헝가리의 임레 브로디는 램프를 아르곤 대신 크립톤 기체로 채웠으며, 공기에서 크립톤을 얻는 공정을 설계했습니다. 그의 발명에 기반한 크립톤 충전 램프 생산은 1937년 아즈카에서 시작되었으며, 이 공장은 폴라니와 헝가리 출신 물리학자 에곤 오로완이 공동 설계했습니다.
램프 내부를 실리카로 코팅하기
1947년, 마빈 핍킨은 램프 내부를 실리카로 코팅하는 공정에 대한 특허를 받았습니다.
앨본 맨, 일렉트로-다이내믹 라이트 컴퍼니 설립
뉴욕의 변호사인 알본 맨(Albon Man)은 자신의 특허와 윌리엄 소이어(William Sawyer)의 특허를 활용하기 위해 1878년에 일렉트로-다이내믹 라이트 컴퍼니(Electro-Dynamic Light Company)를 설립했습니다.