KR200216978Y1 - 예열 구조를 지니는 수은램프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상반되는 극성이 인가되는 각각의 프레임(11)(12) 상에 주전극(14)을 연결한 상태로 주발광관(13)이 장착되는 수은램프에 있어서: 상기 주발광관(13)에 열에너지를 제공하여 발열시키기 위한 예열관(23)이 연결봉(21)(22)을 개재하여 주발광관(13)과 평행하게 배치되고, 상기 연결봉(21)(22)은 주발광관(13)과 병렬회로를 구성하도록 프레임(11)(12)에 접합되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 별도의 안정기를 사용하지 않아도 발광효율이 향상되고 수명이 연장될 뿐 아니라 안정기를 생략함에 따라 기구의 소형화에 유리하다.

Description

예열 구조를 지니는 수은램프 {A Mercury Lamp Having Preheat Structure}

본 고안은 조명기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 안정기를 사용하지 않아도 발광효율이 향상되고 수명이 연장되는 예열 구조를 지니는 수은램프에 관한 것이다.

실용화된 광원중에서 가장 보편화된 전구로서의 수은램프는 집광성, 광색, 광력이 우수할 뿐 아니라 백열전구의 약 4배에 달하는 발광효율과 12,000시간에 달하는 장수명 등의 장점에 기인하여 근대화된 조명수단으로 인식되면서 도로조명, 투광조명, 고천정조명, 스포츠조명 등 여러 분야에 널리 보급되고 있다.

도 1은 종래의 수은램프의 일예를 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1에 병용되는 안정기의 연결상태를 나타내는 회로도이다.

도 1에서, 수은램프는 통전을 위한 베이스(1)와 발광을 위한 유리구(2)로 이루어지는 밀폐 공간내에 프레임(11)(12)이 설치되고, 상기 프레임(11)(12) 상에 수은 및 아르곤이 봉입된 석영관 구조의 주발광관(13)이 장착되는 구성이다. 베이스(1)에서 스템(3)을 통하여 인입되는 도선은 주발광관(13)의 상하로 이격되어 몰드되는 주전극(14)과 전기적으로 연결된다. 주발광관(13)의 하단에서 주전극(14)과 인접한 위치에는 보조전극(15)이 평행하게 배치된다.

도 2에서, 인덕턴스(L)를 위한 코일과 캐패시턴스(C)를 위한 콘덴서로 구성된 안정기가 수은램프에 연결된 상태가 도시된다. 또한 일측 극의 주전극(14)에 인접하게 배치되는 보조전극(15)은 저항(16)을 통하여 타측 극에 연결된 상태를 알 수 있다. 이와 같은 안정기는 램프를 시동시키기에 적절한 전압을 제공하고 램프에 대한 전류공급을 안정화시키는 기능을 수행한다.

그러나 이와 같이 안정기를 필요로 하는 구성은 주발광관(13)이 시동되어 안정된 고압 방전상태를 형성하는데 걸리는 시간을 단축하기에 한계점을 지니는 것은 물론 코일과 콘덴서 등의 부품을 사용함에 따라 필연적으로 기구의 외형이 증대되는 단점이 있다.

이에 따라 본 고안은 상기한 단점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 안정기를 사용하지 않아도 발광효율이 향상되고 수명이 연장되는 예열 구조를 지니는 수은램프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 수은램프의 일예를 나타내는 구성도,

도 2는 도 1에 병용되는 안정기의 연결상태를 나타내는 회로도,

도 3은 본 고안에 따른 수은램프의 요부를 나타내는 구성도,

도 4는 도 3의 우측면에서 나타내는 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

11, 12: 프레임 13: 주발광관

14: 주전극 15: 보조전극

16: 저항 21, 22: 연결봉

23: 예열관

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 상반되는 극성이 인가되는 각각의 프레임 상에 주전극을 연결한 상태로 주발광관이 장착되는 수은램프에 있어서: 상기 주발광관에 열에너지를 제공하여 발열시키기 위한 예열관이 연결봉을 개재하여 주발광관과 평행하게 배치되고, 상기 연결봉은 주발광관과 병렬회로를 구성하도록 프레임에 접합되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 예열관은 미량의 할로겐 물질을 포함한 불활성가스가 봉입된 할로겐 램프를 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도 3은 본 고안에 따른 수은램프의 요부를 나타내는 구성도이고, 도 4는 도 3의 우측면에서 나타내는 구성도이다.

본 고안은 상반되는 극성이 인가되는 각각의 프레임(11)(12) 상에 주전극(14)을 연결한 상태로 주발광관(13)이 장착되는 수은램프에 관련되며, 상기 주발광관(13)에 열에너지를 제공하여 발열시키기 위한 예열관(23)이 연결봉(21)(22)을 개재하여 주발광관(13)과 평행하게 배치된다. 두 개의 주전극(14)과 하나의 보조전극(15)을 지니는 주발광관(13)의 구성은 동일하게 구성된다.

도 1 및 도 2에 의한 통상적인 작동에 있어서, 안정기를 통하여 두 개의 주전극(14)에 전압이 인가되지만 램프는 즉시 점등되지 않고 예열과정을 거친다. 먼저 주전극(14)과 보조전극(15) 사이에 국부적인 방전이 개시되고 이 방전에 의하여 아르곤 가스가 이온화되면서 주전극(14) 사이에 주방전이 발생한다.

방전으로 발생되는 열에 의해 주발광관(13) 내의 수은이 증발되고 시간이 경과함에 따라 증기압도 상승한다. 램프의 시동직후에는 주발광관(13)의 온도가 낮기 때문에 파장이 짧은 자외선이 대부분을 차지하며 발광이 약하지만 수분 후에 주발광관(13)의 온도가 상승되면 램프 특성이 안정된 고압 방전상태가 유지된다.

그러므로 본 고안의 예열관(23)은 주발광관(13)에 의한 주방전이 개시된 후 수은이 증발되면서 증기압이 상승되는 시간을 단축시키는 기능을 수행해야 하고, 이러한 조건을 만족하기 위한 예열관(23)은 고온의 발열체이면서 주발광관(13)보다 발열부분이 길게 구성되는 것이 바람직하다.

이때 상기 예열관(23)은 미량의 할로겐 물질을 포함한 불활성가스가 봉입된 할로겐 램프를 사용하고, 연결봉(21)(22)은 주발광관(13)과 병렬회로를 구성하도록 프레임(11)(12)에 접합된다. 병렬회로의 구성에 따라 주발광관(13)과 동일한 전압이 예열관(23)에 인가된다.

램프가 일단 점화되고 그 안의 가스가 이온화되면 램프 양단의 임피던스는 극적으로 떨어지게 되는데, 종래의 안정기는 전류를 제한하는 임피던스 역할을 수행하기 때문에 램프가 즉시 소손되는 것을 방지한다. 그러므로 예열관(23)은 고온의 발열체로서의 기능 외에 주발광관(13)의 임피던스를 유지하는 기능을 수행하기 위한 인덕턴스 및 캐패시턴스 성분이 포함되는 것이 바람직하다.

일반적인 백열전구는 점등 중에 필라멘트 표면으로부터 텅스텐의 원자가 증발하여 관 내벽에 부착하여 관벽흑화를 일으켜서 광의 투과 점차 감소된다. 이와는 달리 할로겐 램프는 석영유리나 경질유리로 성형된 유리구 내에 불활성가스 이외에 요오드, 브롬, 염소 등의 할로겐 화합물을 미량 봉입한 것으로 낮은 온도에서 텅스텐과 결합하고 높은 온도에서는 분해하는 할로겐의 성질을 이용하여 흑화가 방지되고 광효율이 높게 유지되므로 예열관(23)으로서 적절하다.

할로겐 램프는 용도에 따라 발열과 조명의 기능을 선택적으로 조절되어 제조된다. 본 고안은 조명 기능보다는 발열의 기능에 초점을 둔 형식의 할로겐 램프를 사용한다. 주전극(14)에 의한 주발광관(13)의 전력소모가 250W 정도일 때 예열관(23)의 전력소모는 50W 정도로 유지한다.

연결봉(21)(22)은 예열관(23)에 전원을 인가하는 전기 전도성 외에 예열관(23)을 지지하는 기계적 강도를 지녀야 한다. 고온 상태에서 열변형에 의한 처짐이 없도록 텅스텐 합금 등 내열성 재질을 사용한다.

작동에 있어서, 베이스(1), 스템(3) 및 프레임(11)(12)을 통하여 주발광관(13)의 주전극(14) 및 보조전극(15)에 전원이 인가되는 동시에 예열관(23)의 양단에도 동일한 전원이 인가되면 예열관(23)인 할로겐 램프가 즉시 발열하여 주발광관(13)으로 열에너지가 전달된다. 이에 따라 주발광관(13) 내의 수은 증발이 활성화되어 증기압이 빠르게 상승하고 수초 후에 주발광관(13)은 안정된 고압 방전상태로 발광이 유지된다.

예열관(23)인 할로겐 램프에서도 소정의 조도가 발휘되므로 동일한 소비전력으로 수은램프의 조도를 향상할 수 있다. 다시말해 동일 소비전력 250W에 대하여 조도는 백열전구의 약 10배 정도에 해당되는 밝기를 보이게 되는 것이다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 고안은 별도의 안정기를 사용하지 않아도 발광효율이 향상되고 수명이 연장될 뿐 아니라 안정기를 생략함에 따라 기구의 소형화에 유리하다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (3)

1. 상반되는 극성이 인가되는 각각의 프레임(11)(12) 상에 주전극(14)을 연결한 상태로 주발광관(13)이 장착되는 수은램프에 있어서:

   상기 주발광관(13)에 열에너지를 제공하여 발열시키기 위한 예열관(23)이 연결봉(21)(22)을 개재하여 주발광관(13)과 평행하게 배치되고, 상기 연결봉(21)(22)은 주발광관(13)과 병렬회로를 구성하도록 프레임(11)(12)에 접합되는 것을 특징으로 하는 예열 구조를 지니는 수은램프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 예열관(23)은, 미량의 할로겐 물질을 포함한 불활성가스가 봉입된 할로겐 램프를 사용하는 것을 특징으로 하는 예열 구조를 지니는 수은램프.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 예열관(23)은, 고온의 발열체로서 주발광관(13)보다 발열부분이 길게 구성되는 것을 특징으로 하는 예열 구조를 지니는 수은램프.