KR20020065370A - 방전 램프 및 글로 형태 스타터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전 램프를 점등하기 위해 방사성 가스를 함유하는 방전 램프에 관한 것이다. 방사성 가스는 캡슐내에 봉해지며, 상기 캡슐의 벽은 방사선을 투과시킨다. 따라서, 캡슐은 방전 램프의 점등을 촉진시키며, 동시에 방사성 가스가 캡슐의 밀봉된 벽에 의해 충전 가스로부터 격리되기 때문에 상기 캡슐이 함유하는 방사성 가스의 소모를 방지한다. 따라서, 방전 램프의 사용 수명이 증가된다.

Description

방전 램프 및 글로 형태 스타터{DISCHARGE LAMP WITH IMPROVED STARTING}

본 발명은 램프 점등용 방사성 가스를 함유하는 방전 램프에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 방사성 가스를 함유하고 방전 램프를 점등하기 위해 사용되는 글로 형태의 스타터에 관한 것이다.

본 발명은 자동차 산업 또는 신호등용으로 설계되는 예를 들면 네온 램프 또는 냉각 전극 형태의 소형 형광등에 적용되며, 이들 램프에 대한 점등의 신뢰도는 기본적이다.

미국 특허 제 2,930,872 호에는 형광등과 같은 저압 형태의 길다란 방전 램프를 점등하기 위해 사용되는 글로 형태의 스타터가 개시되어 있다. 상기 특허는 작동 시간의 기간에 걸쳐서 안정적인 작동 특성을 갖는 스타터를 제안한다. 이러한 목적을 위해, 종래 기술의 글로 형태의 스타터는 어둠의 영향을 제거 가능하게 하는 이온화의 공급원을 제공하기 위하여 방전 가스에 첨가된 미소량의 방사성 클립톤을 포함하는 엔벨로프를 포함한다. 또한, 상기 램프는 낮은 비율의 가스성 불순물을 포함한다.

본 발명의 목적은 보다 긴 사용 수명을 갖는 방전 램프를 제공하는 것이다.

실제로, 방전 가스용 글로 형태의 스타터내에 함유된 충전 가스에 또는 방전 램프 자체에 방사성 클립톤을 첨가함으로써, 램프의 점등이 처음에 개선된다면, 이러한 첨가는 작동 기간에 걸쳐서 방사성 클립톤의 소모를 상승을 야기시킨다. 이러한 단점은 전기 이동(cataphoresis)이라는 명칭으로 공지된 현상인 음의 전자쪽으로의 전자의 이동을 야기시킨다는 것이며, 상기 현상은 전자의 스퍼터링과 결합되어 방사성 클립톤의 점진적인 소멸이 상승되게 한다. 이러한 점이 직류에 의해 공급되는 길다란 관 형태의 방전 램프에 대해 보다 더 비판적이게 하는 점이다. 결과적으로, 방사성 클립톤은 희박해지는 경향이 있으며, 몇 백시간 후에 램프의 점등을 더 이상 허용하지 않으며, 그 결과 상기 램프의 사용 수명을 제한시키다.

이러한 단점을 제거하기 위해서, 본 발명에 따른 방전 램프는 벽이 방사선을 투과시키는 캡슐내에 방사성 가스가 봉해지는 특징을 갖는다.

방사선이 투과되는 벽을 구비한 상기 캡슐은 충전 가스의 이온화에 의해서 방전 램프의 점등을 촉진시킬 것이며, 방사성 가스가 캡슐의 밀봉된 벽에 의해 충전 가스로부터 격리되기 때문에 상기 캡슐이 함유하는 방사성 가스의 소모는 방지될 수 있다. 따라서 방전 램프의 사용 수명은 증가된다.

또한, 이러한 타입의 캡슐의 사용은 환경 보호의 관점에서 중요한 장점을 갖는다. 실제로, 캡슐은 용이하게 재생되거나 또는 보다 바람직하게 계속 재사용될 수 있으며, 그에 따라 이러한 형태의 방전 램프에 의한 환경 오염을 상당히 제한한다.

또한, 직류가 공급되는 램프의 경우, 방전은 최초 점등을 위해 양극에 근접한 자유 전자를 요구한다.

이것은 본 발명에 따른 방전 램프가, 직류로 공급되는 경우 캡슐이 램프의 점등을 촉진하기 위해 방전 램프의 양극에 충분히 접근하여 위치되는 것이 구별되는 이유이다.

또한, 본 발명은 방전 램프를 점등하기 위해 설계된 글로 형태의 스타터에 관한 것이며, 상기 스타터는 스타터에 함유된 방사성 가스가 캡슐로 봉해지며, 그 벽은 방사선을 투과시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이들 및 다른 특징은 하기에 설명된 실시예를 참조로 하여 명백하게 설명될 것이며, 상기 실시예만으로 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 방전 램프를 상당히 개략적으로 도시하는 도면,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예를 따른 방사성 가스 캡슐을 포함하는 방전 램프의 일부분을 도시하는 도면,

도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 따른 방사성 가스 캡슐을 포함하는 방전 램프의 일부분을 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 제 3 실시예를 따른 방사성 가스 캡슐을 포함하는 방전 램프의 일부분을 도시하는 도면,

도 5는 방사성 가스 캡슐을 포함하는 본 발명의 따른 글로 형태의 스타터를 도시하는 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 방전 램프11, 12, 53, 54 : 전극

13 : 충전 가스14 : 메인 유리 튜브

15, 20, 30 : 캡슐21 : 금속 스트립

21a, 21b : 고정 핀23 : 펌핑 튜브

50 : 글로 형태의 스타터51 : 전구

52 : 희박 가스54 : 바이메탈 플레이트

본 발명은 자동차 산업용 또는 신호등용으로 설계된 방전 램프에 관한 것이다. 이러한 방전 램프는 네온 램프이거나 또는 냉각 전극을 구비한 소형 형광등이 될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방전 램프의 개략도이다. 이러한 형태의 방전 램프(10)는, 예를 들면 직류 음의 전극 또는 음극인 제 1 전극(11)과; 예를 들면 직류 양의 전극 또는 양극인 제 2 전극(12)과; 2개의 전극 사이의 전압의 영향하에서 저압에서 점등되는, 예를 들면 네온 또는 아르곤인 충전 가스(13)와; 형광등의경우 형광 코팅으로 커버된 주변 유리 벽(14)을 대체로 포함한다.

방전 램프는 방사성 가스를 함유하는 캡슐(15)을 추가적으로 포함하며, 상기 캡슐의 벽은 충전 가스의 이온화에 의해 방전 램프의 점등을 촉진시키는 동시에 램프에 함유된 방사성 가스의 소모를 방지하기 위해 방사선을 투과 시킨다. 바람직한 실시예에서, 방사성 가스는 방사성 클립톤(₃₆Kr⁸⁵)이지만, 다른 모든 방사성 가스도 이러한 적용 분야에 적합할 수 있다는 것은 당업자에게 명백하다.

또한, 방전 램프가 직류로 공급된다면, 방사성 클립톤(₃₆Kr⁸⁵)의 캡슐은 양극의 높이에서 바람직하게 위치될 것이다. 실제로, 이러한 경우에 방전은 최초의 점등을 위해 양극의 근접한 자유 전자를 요구한다. 이것은, 방전 램프의 양극에 바로 근접하여 위치된 광원은 방전 램프의 점등을 촉진시킨다는 것과, 음극의 높이에 위치된 동일한 광원은 램프의 점등을 촉진시키지 않는다는 사실에 의해 확인된다.

바람직한 실시예에서, 방사선을 투과시키는 캡슐의 벽은 0.5㎜의 두께를 갖는 유리로 제조된다. 이러한 형태의 캡슐은 방사선의 일부를 흡수하고 방사선을 완전히 투과시키지 않지만, 그럼에도 불구하고 그 효과는 유지한다.

철, 알루미늄, 니켈 또는 철강과 같은 다른 재료는 캡슐을 생산하기 위해 점진적으로 사용될 수 있으며, 상기 재료만으로 한정되진 않는다. 방사선을 투과시키게 하는 것은 선택된 재료의 두께이다. 방사성 클립톤(₃₆Kr⁸⁵)은 0.67Mev 의 에너지를 갖는 베타 방사선(대체로 방사선의 99%임)을 기본적으로 방출한다. 예를 들어 0.67Mev 의 베타 방사선을 흡수하기 위해서는, 철은 대체로 30㎛의 두께가 필요하며; 알루미늄은 대체로 80㎛의 두께가 필요하며; 유리는 대체로 100㎛의 두께가 필요하다.

또한, 방사성 클립톤은 대체로 0.52Mev 의 에너지를 갖는 대략 1%의 감마 방사선을 방출한다. 이러한 방사선은 보다 투과성이 높으며, 그 결과 대략 1cm의 두께가 감마 방사선을 반으로 감소시킨다. 결과적으로, 캡슐의 두께는 방전 램프의 점등을 허용하는 것으로 고려된 다양한 재료에 대해, 바람직하게 베타 방사선에 대해 참조로 이미 주어진 값보다 작게 된다. 그러나, 통과된 감마 방사선이 점등을 보조하기 위해 충분히 높은 에너지를 갖도록 제공된, 예를 들어 유리에 대해 대체로 1㎜인 보다 높은 값도 적합할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 캡슐은 방전 램프의 형태에 좌우되지만 1㎜ 내지 2㎜의 직경 및 5㎜ 내지 10㎜의 길이의 관형상을 가진다. 방사성 클립톤(₃₆Kr⁸⁵)의 부피는 1 bar보다 작을 때 4㎜³내지 30㎜³이 되며, 그 충전 압력은 0.75bar 내지 1bar 에서 변화한다. 클립톤(₃₆Kr⁸⁵)의 방사성이 리터당 1억 베크렐(Becquerel)이기 때문에, 캡슐의 방사성은 최대가 되어도 330 베크렐이다. 캡슐이 재생 또는 재사용될 수 있다는 사실에 추가하여, 방전 램프는 현재 생산되는 대략 800 베크렐의 방사성을 갖는 방사성 재료를 함유하는 네온 튜브보다 환경에 대한 위험을 잠재적으로 낮게 야기하는 방사성 재료를 함유한다.

도 2는 본 발명에 다른 방전 램프의 설명을 도시하며, 램프는 튜브형의 방사성 가스 캡슐을 포함하며, 상기 캡슐은 제 1 고정 방법에 따라 전극에 고정된다. 상기 캡슐(20)은 유리로 제조되며, 캡슐을 파지하는 2개의 고정 핀(21a, 21b)에 의해 구성된 얇은 금속 스트립(21)과, 직류 양극(12)인 전극상에 납땜된 메인 부분(21c)에 의해 유지된다. 메인 유리 튜브(14)는 전극 주위를 밀봉한다. 폐쇄 펌핑 튜브(32)로 공지된 제 2 유리 튜브도 도 2에 도시되어 있다. 이러한 튜브는 함유하는 공기를 램프로부터 방전하며, 중공인 양극(12)에 의해 요구되는 충전 가스로 상기 튜브를 충전하는 것이 가능하다.

도 3은 본 발명에 따른 방전 램프의 설명을 도시하며, 램프는 다른 고정 수단에 따라 전극을 고정하는 폐쇄된 접시 형상의 방사성 가스 캡슐을 포함한다. 이 경우에, 상기 캡슐(30)은 금속으로 제조되며, 작은 금속 플레이트(30a)에 의해 이러한 경우에 양극(12)인 일 전극에 납땜된다.

도 4는 본 발명에 따른 방전 램프의 설명을 도시하며, 램프는 튜브형의 방사성 가스 캡슐을 포함한다. 이 경우에, 캡슐(20)은 폐쇄된 펌핑 튜브(23) 내부에 있으며, 상기 펌핑 튜브(23)의 치수는 상기 펌핑 튜브(23)가 함유하는 캡슐의 변위를 제한하도록 의도된다.

도 5는 방사성 가스 캡슐을 포함하는 본 발명에 따른 글로 형태의 스타터(50)를 도시한다. 상기 점등기는 2개의 전극(53, 54) 뿐만 아니라 희박 가스(52)로 충전된 전구(51)를 포함하며, 전극(53, 54)중 하나는 바이메탈 플레이트(54)이다. 상이한 팽창률을 갖는 2개의 금속으로 구성된 이러한 플레이트는 열의 영향하에서 굽혀지는 특성을 갖는다. 스타터에 전압이 가해질 때, 희박 가스에서 빛 방출이 발생하며, 음극 강하에 의해 해제된 열은 플레이트가 굽혀지게 하여 접점이 확립되며, 방전 램프의 전극은 스타터의 전극과 접속되어 가열된다. 이러한 순간에, 스타터는 단락되어 방전이 중단되며, 바이메탈 플레이트는 냉각되고 접점은 재개방된다. 전류 단락으로부터 유도된 전압 펄스는 방전 램프를 점등시킨다.

상기 설명은 본 발명을 제한하기보다는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명을 도시한다. 캡슐을 유지하기 위한 다른 고정 수단과 결합된 다른 형태의 캡슐이 가능하다는 것은 이해될 것이다.

청구항의 괄호내에 참조부호는 제한하는 방식으로 해석되는 것이 아니다. "포함한다"라는 동사 및 그 활용어는 청구항에 기재된 다른 구성 요소의 존재를 배제하지 않는 것이다. 하나의 구성 요소 앞의 "하나(1)"라는 단어는 다수의 이들 구성 부분의 존재를 배제하지 않는 것이다.

본 발명에 따르면, 방사성 가스는 캡슐내에 봉해지며, 상기 캡슐의 벽은 방사선을 투과시키며, 그에 따라 캡슐은 방전 램프의 점등을 촉진시키는 동시에 방사성 가스가 캡슐의 밀봉된 벽에 의해 충전 가스로부터 격리되기 때문에 캡슐이 함유하는 방사성 가스의 소모를 방지한다. 따라서, 방전 램프의 사용 수명이 증가되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 방전 램프의 점등을 위한 방사성 가스를 함유하는 방전 램프(10)에 있어서,

   상기 방사성 가스가 상기 캡슐내에 봉해지며, 상기 캡슐의 벽이 방사선을 투과시키는 것을 특징으로 하는

   방전 램프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 캡슐은 상기 램프에 직류가 공급되는 경우에 상기 램프의 점등을 촉진시키기 위해서 상기 방전 램프의 양극에 충분히 근접하여 위치되는 것을 특징으로 하는

   방전 램프.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 캡슐(20)은 유리로 제조되며, 상기 방전 램프는 전극(12)상에 납땜되고 상기 캡슐을 파지하기 위해 적합한 금속 스트립(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는

   방전 램프.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 캡슐(30)은 금속으로 제조되며, 상기 전극(12)상에 납땜되는 것을 특징으로 하는

   방전 램프.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 캡슐은 폐쇄된 펌핑 튜브(23)내로 매입되는 것을 특징으로 하는

   방전 램프.
6. 방전 램프를 점등하도록 설계된 것으로 방사성 가스를 포함하는 글로 형태의 스타터에 있어서,

   상기 스타터가 포함하는 상기 방사성 가스는 캡슐내에 봉해지며, 상기 스타터의 벽은 방사선을 투과시키는 것을 특징으로 하는

   글로 형태 스타터.