KR940009327B1 - Low mercury vapour pressure discharge lamp and amalgam thereof - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 형광 램프 정면 단면도이고,1 is a front cross-sectional view of a fluorescent lamp according to the first embodiment of the present invention,
제2도는 수은 증기압 및 온도 사이의 관계를 나타내는 그래프이고,2 is a graph showing the relationship between mercury vapor pressure and temperature,
제3도는 아말감 및 수은 증기압을 사용하는 광출력 램프들 사이의 관계를 나타내는 그래프이고,3 is a graph showing the relationship between light output lamps using amalgam and mercury vapor pressure,
제4도는 아말감을 사용하는 광출력 램프의 증가하는 속도를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the increasing speed of the light output lamp using amalgam.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
13 : 형광등 15,17 : 스템13: fluorescent lamp 15,17: stem
19,21 : 전극 23,25 : 가는 관19,21 electrode 23,25 thin tube
31 : 아말감31: Amalgam
본 발명은 램프관내 수은 증기압을 조절하기 위해 아말감을 가진 저 수은 증기압 방전 램프 및 그에 사용되는 아말감에 관한 것으로, 구체적으로, 본 발명은 관벽부하 500W/m2이하에서 작동하도록 설계된 저 수은 증기압 방전 램프에 관한 것이다.The present invention relates to a low mercury vapor pressure discharge lamp having an amalgam to adjust the mercury vapor pressure in the lamp tube and to amalgam used therein. Specifically, the present invention relates to a low mercury vapor pressure discharge lamp designed to operate at a pipe wall load of 500 W / m 2 or less. It is about.
여기서, 관 벽 부하란 램프의 단위 표면적에 대한 압력을 말하는 것으로서 관벽부하가 높아지면 방열하기 어려워진다. 이 때문에 관벽 부하가 높으면, 고온 분위기에서 점등하게 되고, 관벽 부하 500W/m2은 고온 분위기가 중저온 분위기의 경계에 해당한다. 또한, 램프 전류가 1암페어, 관 내부 직경이 24.5mm라고 하는 값은, 이것 이상 램프 전류가 높은 경우 또는 관 내부 직경이 가는 경우에는, 방열 작용에 상관성이 있는 단위 표면적 당 입력 전력이 너무 커지는 것을 의미하며 이 때문에 방열하기 어려워져서 고온 분위기에서 점등하는 것과 동일한 조건이 된다. 이 점으로부터 관벽 부하가 500W/m2이하인 것, 또는 램프 전류가 12암페어 이하, 관 내부 직경이 24.5mm 이상인 점이, 중 저온 분위기에서 점등하는 것과 동등한 조건을 의미하고, 이와 같은 경우 수은 함유율이 높은 (12% 이상의) 아말감을 봉입한 램프는 순 수은을 봉입한 램프의 동일하게 우수한 특성을 나타낼 수 있다.Here, the tube wall load refers to the pressure on the unit surface area of the lamp, and when the tube wall load increases, it becomes difficult to radiate heat. For this reason, when a pipe wall load is high, it will light in a high temperature atmosphere, and the pipe wall load 500W / m <2> corresponds to the boundary of a medium-low temperature atmosphere. In addition, a value of 1 amp and a lamp inner diameter of 24.5 mm indicates that when the lamp current is higher than this or the inner diameter of the tube is high, the input power per unit surface area correlated with the heat dissipation becomes too large. This makes it difficult to dissipate heat, which is the same condition as lighting in a high temperature atmosphere. From this point, a pipe wall load of 500 W / m 2 or less, or a lamp current of 12 amps or less and a pipe inner diameter of 24.5 mm or more mean a condition equivalent to lighting in a medium-low temperature atmosphere, in which case a high mercury content Lamps encapsulated with amalgam (more than 12%) may exhibit the same superior properties of lamps encapsulated with pure mercury.
일반적으로, 저 수은 증기압 방전 램프, 예컨대, 직선형 형광 램프는 순 수은이 관내에 봉해지도록 제공된다.In general, low mercury vapor pressure discharge lamps, such as straight fluorescent lamps, are provided so that pure mercury is sealed in the tube.
그러나, 순 수은은 관에 봉해진 수은의 양이 램프의 대량 생산에서 램프마다 달라진다는 것, 달리 말하면, 관에 봉해진 수은이 램프를 제조하는 동안 일정한 양으로 유지될 수 없다는 단점이 있다.However, pure mercury has the disadvantage that the amount of mercury encapsulated in the tube varies from lamp to lamp in mass production of the lamp, in other words, the mercury encapsulated in the tube cannot be kept in a constant amount during the manufacture of the lamp.
관내에 수은 증기압을 조절하기 위해 아말감을 가진 램프는 관내에 봉해진 수은이 램프를 제조하는 중에 일정한 양으로 유지된다는 이점을 가진다.Lamps with amalgam to control the mercury vapor pressure in the tube have the advantage that the mercury sealed in the tube is maintained in a constant amount during the manufacture of the lamp.
그러나, 램프에 사용되는 이러한 아말감은 관내에 수은 증기압을 조절하기 위한 것으로, 관내에 봉해진 수은을 일정한 양으로 유지하기 위한 것은 아니다.However, such amalgam used in lamps is to control the mercury vapor pressure in the tube, not to maintain a constant amount of mercury sealed in the tube.
그 결과, 아말감은 관내의 수은 증기압이 순 수은에 의해 조절될 수 없는 램프에서만 사용된다.As a result, amalgam is only used in lamps in which the mercury vapor pressure in the tube cannot be controlled by pure mercury.
예를들어, 콤팩트 형광 램프라고 불리는 작은 관 직경(20mm 이하) 및 높은 관벽부하(적어도 500W/m2)를 가진 작은 크기의 형광 램프가 최근에 개발되었다.For example, small size fluorescent lamps with small tube diameters (less than 20 mm) and high tube wall loads (at least 500 W / m 2 ) called compact fluorescent lamps have recently been developed.
콤팩트 형광 램프의 한 형태에서, 관이 회선상 방전 궤도를 형성하도록 구부러지거나, 다수의 유리관 소자는 단일 회선상 방전 궤도를 가진 단일관을 형성하도록 서로 연결되며, 상기 램프는 고관벽부하 및 고관벽 온도를 가진다.In one form of compact fluorescent lamp, the tubes are bent to form a concentric discharge trajectory, or a plurality of glass tube elements are connected to each other to form a single conduit having a single concentric discharge trajectory, the lamp being a high wall load and a high wall wall. Has a temperature.
일반적으로, 관내의 수은 증기압은 관 표면의 모든 관벽 온도중 가장 낮은 관벽온도가 40℃일적에, 실질적으로 6.0×10-3Torr로 유지된다.In general, the mercury vapor pressure in the tube is maintained at substantially 6.0 × 10 −3 Torr when the lowest tube wall temperature of all tube wall temperatures on the tube surface is 40 ° C.
상기 설명된 이러한 수은 증기압력하에서, 형광램프는 그의 바람직한 특징 하에 작동될 수 있으나, 고관벽부하 및 고관벽 온도를 가진 상기 언급된 램프는 고관벽 온도 때문에 순 수은에 의하여 관내의 수은 증기압을 조절할 수 없다.Under these mercury vapor pressures described above, fluorescent lamps can be operated under their preferred features, but the above mentioned lamps having high tube wall load and high tube wall temperature can regulate the mercury vapor pressure in the tube by pure mercury because of the high tube wall temperature. none.
그 결과, 이들 램프는 관내의 수은 증기압을 조절하기 위한 아말감을 가진다.As a result, these lamps have an amalgam for controlling the mercury vapor pressure in the tubes.
이들 램프 내에서 사용되는 아말감은, 예를들어, 비스무트-인듐-수은(Bi-In-Hg), 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg), 비스무트-인듐-납-수은(Bi-In-Pb-Hg), 납-주석-수은(Pb-Sb-Hg) 등이다.Amalgams used in these lamps are, for example, bismuth-indium-mercury (Bi-In-Hg), bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg), bismuth-indium-lead-mercury (Bi-In -Pb-Hg), lead-tin-mercury (Pb-Sb-Hg), and the like.
비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 및 비스무트-인듐-납-수은(Bi-In-Pb-Hg)은 미합중국 특허공보 제4,972,118호에 기술되어 있다.Bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) and bismuth-indium-lead-mercury (Bi-In-Pb-Hg) are described in US Pat. No. 4,972,118.
그러나, 상기 언급된 아말감이 일반 조도용 직선형 형광램프와 같은 비교적 낮은 관벽 부하 램프에 적용될 적에 (이들 직선형 형광램프는 램프의 관벽부하가 대개 많아야 500W/m2이고 램프 관 직경은 적어도 24.5mm 이하이다).However, when the above-mentioned amalgam is applied to relatively low tube wall load lamps such as general fluorescent linear fluorescent lamps (these linear fluorescent lamps usually have a tube wall load of at most 500 W / m 2 and a lamp tube diameter of at least 24.5 mm or less). ).
이들 아말감은 상기 아말감을 사용하는 저 관벽 부하된 램프의 광 효율이 상기 아말감을 사용하는 고관벽 부하된 램프와 비교해서 낮다는 불리점이 있다.These amalgams have the disadvantage that the light efficiency of the low tube wall loaded lamp using the amalgam is lower than that of the high tube wall loaded lamp using the amalgam.
상기 불리점은 램프가 저온에서 작동될적에 강조된다.This disadvantage is emphasized when the lamp is to be operated at low temperatures.
더욱이, 상기 언급된 아말감은 시동 시기에 이들 아말감을 사용하는 램프의 광출력의 증가하는 속도가 아말감을 사용하지 않는 램프와 비교해서 낮고 (광출력이 증가하는 특징), 이들 아말감을 사용하는 램프에서 저온에서 방전을 시작하는 것이 쉽지 않다(점화특징)는 점에서 불리점을 가진다.Moreover, the above-mentioned amalgams have a lower rate of increase in the light output of lamps using these amalgams at start-up time compared to lamps that do not use amalgams (a feature that increases light output), and in lamps using these amalgams It is disadvantageous in that it is not easy to start discharging at low temperature (ignition characteristic).
요약하면, 상기 언급된 아말감은 이들 아말감을 사용하는 램프가 우수한 시동특색을 유지할 수 없다는 점에서 불리점을 갖는다. 이들 불리점은 상기 언급된 아말감이 고관벽 부하 램프용으로 본래 개발되었기 때문에 야기되어지는 것으로 생각된다.In summary, the amalgams mentioned above have disadvantages in that lamps using these amalgams cannot maintain good starting characteristics. These disadvantages are thought to be caused because the amalgam mentioned above was originally developed for high wall load lamps.
상기에서 검토된 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 저관벽 부하된 램프에 적합한 아말감을 제공하는 것을 목적으로 하며, 본 발명의 또 따른 목적은 아말감을 가진 저관벽 부하된 램프를 제공하는 것이다.In order to solve the problems as discussed above, an object of the present invention is to provide an amalgam suitable for a low tube wall loaded lamp, and another object of the present invention is to provide a low tube wall loaded lamp having an amalgam.
상기 설명된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 하기와 같이 구성된 관벽부하내 500W/m2이하로 사용되는 저수은 증기압 방전램프를 제공한다 :In order to achieve the object described above, the present invention provides a low mercury vapor pressure discharge lamp that is used at 500W / m 2 or less within the pipe wall load configured as follows:
관이 수은 증기를 포함하는 방전가스를 함유하고 거기에 방전공간을 형성하며, 5℃에서 적어도 2.0×10-4Torr 및 25℃에서 적어도 1.1×10-3Torr인 수은 증기압을 가진 상기 아말감이 상기 관내의 수은 증기압을 조절하기 위해 상기 관내에 봉해지고, 상기 관내에 방전을 발생시키기 위한 수단이 있다.The tube contains a discharge gas comprising mercury vapor and forms a discharge space therein, the amalgam having a mercury vapor pressure of at least 2.0 × 10 −4 Torr at 5 ° C. and at least 1.1 × 10 −3 Torr at 25 ° C. There is a means for sealing the tube in order to regulate the mercury vapor pressure in the tube and to generate a discharge in the tube.
첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예는 다음과 같이 설명될 수 있다.With reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention can be described as follows.
그러나, 상기 도면에서, 같은 숫자들이 도면 내의 유사한 소자에 적용되고, 그 결과 그의 상세한 설명은 반복되지 않을 것이다.However, in the figure, the same numerals apply to similar elements in the figure, and as a result, detailed description thereof will not be repeated.
제1도는 본 발명의 제1실시예에 있어서, 형광 램프의 정면 단면도이다. 형광 램프는 직선유리 주요관(11) 및 상기관 내부표면에 피복된 형광층(13)을 가진다.1 is a front sectional view of a fluorescent lamp in the first embodiment of the present invention. The fluorescent lamp has a straight glass main tube 11 and a fluorescent layer 13 coated on the inner surface of the tube.
주요관(11)은 전극(19, 21)을 가진 한 쌍의 스템(15, 18) 및 가는 관(23, 25)을 가진다.The main tube 11 has a pair of stems 15 and 18 with electrodes 19 and 21 and a thin tube 23 and 25.
전극(19, 21)은 필라멘트 코일형태로 형성된다. 가는 관(23, 25) 중 하나는 배기관으로 사용된다.The electrodes 19 and 21 are formed in the form of a filament coil. One of the thin tubes 23, 25 is used as an exhaust pipe.
각각의 전극(19, 21)은 한쌍의 각기 한쌍의 납철사(27, 29)에 의해 지지된다.Each electrode 19, 21 is supported by a pair of lead wires 27, 29, respectively.
방전 가스로서 일정한 양의 수은 및 또한 시동 가스로서 일정한 양의 아르곤 가스가 주요관(11)에 충전된다.A certain amount of mercury as a discharge gas and a certain amount of argon gas as a starting gas are filled in the main pipe 11.
설령 주요관(11)이 상기 언급된 바와 같은 직선형이라 할지라도, 그것은 환형이다.Even if the main pipe 11 is straight as mentioned above, it is annular.
가는 관(23)은 그안에 아말감(31)을 가진다.The thin tube 23 has an amalgam 31 therein.
아말감(31)은, 예를들어, 수은 증기압이 5℃에서 많아도 2.0×10-4Torr이고 25℃에서는 1.1×10-3Torr 이하인 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감이다.The amalgam 31 is, for example, bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam having a mercury vapor pressure at 5 ° C. of 2.0 × 10 −4 Torr, and at 25 ° C. of 1.1 × 10 −3 Torr or less.
본 발명의 형광램프는 적어도 다음 두 가지 조건들 중 하나를 만족시킨다.The fluorescent lamp of the present invention satisfies at least one of the following two conditions.
하나는 (a) 램프의 관벽 부하가 500W/m2이하이고 다른 하나는 (b) 램프의 주요관이 내부직경이 많아야 24.5mm이고 램프는 램프 흐름내에서 1A 이하로 작동된다.One is (a) the tube wall load of the lamp is 500W / m 2 or less, and the other is (b) the main tube of the lamp has a large internal diameter of 24.5mm and the lamp is operated at less than 1A in the lamp flow.
본 발명의 램프용 조작 회로는 일반적인 것이고, 그 결과 나타나지 않는다.The operation circuit for the lamp of the present invention is general and does not appear as a result.
제2도에서는 다양한 종류의 아말감의 수은 증기압 특징 및 순 수은의 수은 증기압 특징이 명시되어 있다.2 shows the mercury vapor pressure characteristics of various types of amalgam and the mercury vapor pressure characteristics of pure mercury.
수평축은 온도를 나타내고 수직축은 수은 증기압을 나타낸다.The horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents mercury vapor pressure.
선(a)(b)(c)(d)(e) 및 (f)는 비스무트 56.5중량% 및 납 43.5중량% (Bi-Pb)로 구성된 베이스 금속을 가진 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감의 수은 증기압 특징이 나타나 있다.Lines (a) (b) (c) (d) (e) and (f) are bismuth-lead-mercury (Bi-Pb) with a base metal consisting of 56.5 wt% bismuth and 43.5 wt% lead (Bi-Pb) -Hg) Mercury vapor pressure characteristic of amalgam is shown.
선 (a), (b), (c), (d), (e) 또는 (f)에 따른 아말감 수은 중량비는 각각, 아말감 총중량의 40%, 20%, 15%, 12.4%, 10% 또는 5%이다.The amalgam mercury weight ratio according to lines (a), (b), (c), (d), (e) or (f) is 40%, 20%, 15%, 12.4%, 10% or 5%.
선(g)는 비스무트 64.3중량%, 인듐 31.7중량% 및 수은 4중량%의 조성물을 가진 비스무트-인듐-수은(Bi-In-Hg) 아말감의 수은 증기압을 나타낸다.Line g represents the mercury vapor pressure of bismuth-indium-mercury (Bi-In-Hg) amalgam with a composition of 64.3 weight percent bismuth, 31.7 weight percent indium and 4 weight percent mercury.
선(h)는 순 수은의 수은 증기압 특징을 나타낸다.Line (h) represents the mercury vapor pressure characteristic of pure mercury.
제2도에 나타나 있는 거의 모든 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감은 5℃ (저온영역) 및 25℃ (중간 온도영역)에서 순 수은에 대한 수은 증기압 특징에 대해 유사한 수은 증기압 특징을 가진다.Almost all bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgams shown in FIG. 2 have similar mercury vapor pressure characteristics for mercury vapor pressure characteristics for pure mercury at 5 ° C (low temperature) and 25 ° C (middle temperature). Has
이것은 상기 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감이 순 수은을 사용하는 대신에, 종래의 직선형 형광 램프와 같은 저관벽 부하된 램프에 사용될 수 있고, 또한, 상기 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감이 고광효율 및 우수한 시동 특징을 가질 수 있다는 것을 나타낸다.This bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam can be used in low tube wall loaded lamps, such as conventional straight fluorescent lamps, instead of using pure mercury, and also the bismuth-lead-mercury ( Bi-Pb-Hg) shows that amalgam can have high luminous efficiency and good starting characteristics.
역으로, 상기 설명된 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감의 수은 증기압 특징은 저온 및 중간 온도영역 하에서 비스무트-인듐-수은(Bi-In-Hg)의 수은 증기압 특징과는 다르다.Conversely, the mercury vapor pressure characteristics of the bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam described above differ from the mercury vapor pressure characteristics of bismuth-indium-mercury (Bi-In-Hg) under low and medium temperature ranges.
그 결과, 상기 아말감이 고관벽 부하를 가진 램프에 사용될 수 없거나 고온 영역에서 사용될 수 없다는 것이 제안된다.As a result, it is proposed that the amalgam cannot be used in lamps with high wall loading or in the high temperature region.
상기 제안에 따라서, 최대 광출력에서 주위온도, 5℃ 주위 온도에서 상대 광출력, 25℃ 주위 온도에서 상대 광출력 및 5℃에서 수은 증기압이 상기 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프에서 측정되었다.According to the proposal, the bismuth-lead-mercury (Ai-Pb-Hg) amalgam at ambient temperature at maximum light output, relative light output at ambient temperature 5 ° C., relative light output at ambient temperature 25 ° C. and mercury vapor pressure at 5 ° C. It was measured in the lamp using.
[표 1]TABLE 1
수은 증기압력과 관련된 온도는 수은 급원의 온도이다.The temperature associated with the mercury vapor pressure is the temperature of the mercury source.
아말감은 종래의 직선형 형광 램프와 같은 40W 크기를 가진 램프에 적용된다.Amalgam is applied to lamps with a size of 40 W, like conventional straight fluorescent lamps.
결과는 표 1에 표시된다.The results are shown in Table 1.
상대 광출력은 최대 광출력에 대한 측정된 광출력의 비이다.Relative light output is the ratio of measured light output to maximum light output.
수은 5중량%를 함유하는 납-주석-수은(Pb-Sn-Hg) 아말감을 사용하는 램프(시험품(i))는 또한 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프와 비교되기 위해서 표 1에 표시된다.Lamps using lead-tin-mercury (Pb-Sn-Hg) amalgams containing 5% by weight of mercury (Test article (i)) were also used with lamps using bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgams. It is shown in Table 1 for comparison.
납-주석-수은(Pb-Sn-Hg)의 베이스 금속은 납 38.1중량% 및 주석 61.9중량%로 구성되어 있다.The base metal of lead-tin-mercury (Pb-Sn-Hg) is comprised of 38.1 weight percent lead and 61.9 weight percent tin.
표 1에 따라서, 12중량% 이상의 수은을 함유하는 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감은 주위 25℃에서 수은 증기압이 1.1×10-3Torr 이하이고 주위온도 35℃ 근경에서 최대 광 출력을 가진다.According to Table 1, bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgams containing more than 12% by weight of mercury have a maximum mercury at around 25 ° C of mercury vapor pressure of 1.1 x 10 -3 Torr or less and near 35 ° C of ambient temperature. Has output
따라서, 12중량% 이상의 수은을 함유하는 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프는 거의 저온 영역(5℃ 근경) 및 중간온도 영역(25℃ 근경)에서 순 수은에 있어서, 순 수은 기체 압력과 같다.Thus, lamps using bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgams containing at least 12% by weight of mercury are found in pure mercury in the near low temperature (5 ° C.) and medium temperature (25 ° C.) ranges. , Net mercury gas pressure.
달리 말하면, 12중량% 이상의 수은을 함유하는 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg)아말감을 사용하는 램프는 거의 저온 영역(5℃ 근경) 및 중간온도 영역(25℃ 근경)에서 아말감을 사용하지 않는 램프와 거의 유사한 고광효율도를 가진다.In other words, lamps using bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgams containing at least 12% by weight of mercury use amalgams in near-low temperature ranges (5 ° C.) and medium temperature ranges (25 ° C.). It has a high luminous efficiency which is almost similar to a lamp that does not.
제3도는 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용한 램프와 관련하여 25℃ 수은 증기압 및 아말감을 사용하는 램프의 광 출력 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between 25 ° C. mercury vapor pressure and light output of a lamp using amalgam in relation to a lamp using bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam.
5중량%의 수은을 함유하는 비스무트-인듐-수은(Bi-In-Hg) 아말감(시험풍(g)) 및 5중량%의 수은을 함유하는 납-주석-수은(Pb-Sn-Hg) 아말감(시험품(i))이 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프와 비교되기 위해서, 또한 제3도에 표시된다.Bismuth-indium-mercury (Bi-In-Hg) amalgam containing 5 wt% mercury (test wind (g)) and lead-tin-mercury (Pb-Sn-Hg) amalgam containing 5 wt% mercury (E) is also shown in FIG. 3 in order to be compared with a lamp using bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam.
수직축은 램프의 광출력을 가리키고 수평축은 램프의 수은 증기압력을 가리킨다.The vertical axis indicates the light output of the lamp and the horizontal axis indicates the mercury vapor pressure of the lamp.
각각 시험품의 광출력은 시험품 아말감을 가지는 램프가 25℃에서 나타내는 값이다.The light output of each EUT is a value exhibited at 25 ° C by a lamp having a test amalgam.
램프의 광출력이 그의 작동시 감소할 적에 각각의 시험품에 대해 지지된 광출력은 초기 100시간 작동 후 측정된 값이다.As the light output of the lamp decreases during its operation, the supported light output for each specimen is the value measured after the initial 100 hours of operation.
각각 시험품의 수은 증기압력은 램프에 포함된 아말감이 25℃에서 발생하는 값이다.The mercury vapor pressure of each specimen is the value at which the amalgam contained in the lamp occurs at 25 ° C.
제3도에 나타난 것처럼, 각각의 수은 중량비 20중량% (시험품(b)), 15중량% (시험품(c)), 또는 12.4중량% (시험품(d))를 가진 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프의 광출력은 거의 순 수은의 광출력과 같고 그결과 광출력에서 그들 사이의 차이는 육안으로 식별할 수 없다.As shown in FIG. 3, bismuth-lead-mercury (Bi) with 20% by weight of each mercury (test article (b)), 15% by weight (test article (c)), or 12.4% by weight (test article (d)) -Pb-Hg) The light output of lamps using amalgam is almost equal to that of pure mercury, so that the difference between them in light output is not visually discernible.
수은 중량 12.4중량% (시험품(d))를 가진 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감은 25℃에서 수은 증기압력 1.1×10-3Torr이다.Bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam with a mercury weight of 12.4% by weight (test article d) has a mercury vapor pressure of 1.1 x 10 -3 Torr at 25 ° C.
그 결과, 25℃에서 많아야 1.1×10-3Torr 수은 증기압을 가진 아말감을 사용하는 램프는 순 수은 램프(시험품(h))와 같은 25℃ 온도의 광출력에서 충분한 광출력 및 높은 효율을 가진다.As a result, a lamp using amalgam with at most 1.1 × 10 −3 Torr mercury vapor pressure at 25 ° C. has sufficient light output and high efficiency at a light output of 25 ° C. temperature, such as a pure mercury lamp (Test article (h)).
따라서, 이러한 관점에서, 시험품(b), (c) 또는 (d)와 같은 25℃에서 적어도 1.1×10-3Torr 수은 증기압을 가진 아말감은 순 수은으로 치환될 수 있다.In this respect, therefore, amalgam having at least 1.1 × 10 −3 Torr mercury vapor pressure at 25 ° C., such as specimen (b), (c) or (d), may be replaced with pure mercury.
순 수은을 봉입한 램프는 원래 저온, 중간 온도 영역에서 우수한 특성을 나타낸다.Pure mercury-enclosed lamps show excellent characteristics in the low temperature, medium temperature range.
고온영역에서 수은 증기압이 너무 높아져서, 효율 저하를 초래하고, 순 수은에 가까운 증기압 특성을 나타내는 아말감이 있다면, 순 수은을 봉입한 램프에 가까운 특성을 나타낼 수 있다.If the mercury vapor pressure becomes too high in the high temperature region, leading to a decrease in efficiency, and there is an amalgam exhibiting vapor pressure characteristics close to pure mercury, the mercury vapor pressure may exhibit properties close to a lamp encapsulated with pure mercury.
수은 함유율이 낮은 아말감은, 수은 증기압이 원래 낮기 때문에, 높은 증기압이 되기 쉬운 고온 분위기에서 더욱 우수한 수은 증기압을 나타내는데 반해 수은 함유율이 높은 (12% 이상의) 아말감은 순 수은과 동일하게 수은 증기압에 원래 높기 때문에, 낮은 증기압이 되기 쉬운 저온, 중간 온도 분위기에서 보다 우수한 수은 증기압을 나타낸다.Amalgams with a low mercury content have a lower mercury vapor pressure, resulting in better mercury vapor pressures in high temperature atmospheres where they tend to be high vapor pressures, whereas amalgams with a higher mercury content (above 12%) have the same high mercury vapor pressures as pure mercury. Therefore, it shows a better mercury vapor pressure in low temperature, medium temperature atmosphere which tends to become low vapor pressure.
그러나, 12중량% 이상 수은을 함유하는 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프의 수은 증기압 특징은 고온 영역에서 많아야 12중량%의 수은을 함유하는 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프 및 납-주석-수은(Pb-Sn-Hg) 아말감을 사용하는 램프의 수은 증기압 특징 보다 더 나쁘다.However, the mercury vapor pressure characteristic of lamps using bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgams containing at least 12% by weight mercury is characterized by bismuth-lead-mercury (containing at most 12% by weight mercury in the high temperature range). It is worse than the mercury vapor pressure characteristics of lamps using Bi-Pb-Hg) amalgams and lamps using lead-tin-mercury (Pb-Sn-Hg) amalgams.
그 결과, 수은 12중량% 이상을 함유하는 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감은 고온 환경에서 사용되지 않거나 고관벽 온도를 가지지 않는 램프에 적합하다.As a result, bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgams containing at least 12% by weight of mercury are suitable for lamps that are not used in high temperature environments or do not have high tube wall temperatures.
달리 말하면, 이러한 아말감은 저 관벽 부하된 램프 또는 통상적인 직선형 형광 램프와 같은 램프에 적합하다.In other words, such amalgams are suitable for lamps such as low tube wall loaded lamps or conventional straight fluorescent lamps.
둘째로, 시동 특징들 중 하나 즉, 25℃ 주위 온도에서 시동시기에 상대 광출력의 전이가 측정된다.Secondly, the transition of relative light output at one of the startup characteristics, i.e. at 25 ° C ambient temperature, is measured.
측정된 램프는 비스무트-납-수은(20중량%) 아말감(시험품(b))을 사용한 램프, 비스무트-납-수은(10중량%) 아말감(시험품(e))을 사용한 램프, 비스무트-인듐-수은(5중량%) 아말감(시험품(g))을 사용하는 램프 납-주석-수은(5중량%) 아말감(시험품(i))을 사용하는 램프 및 아말감을 사용하지 않는 램프(순 수은)(시험품(h))이다.The measured lamp was a lamp using bismuth-lead-mercury (20% by weight) amalgam (test article (b)), a lamp using bismuth-lead-mercury (10% by weight) amalgam (test article (e)), bismuth-indium- Lamps using mercury (5% by weight) amalgam (test product (g)) lead-tin-mercury (5% by weight) lamps using amalgam (test product (i)) and lamps without amalgam (pure mercury) ( Test product (h)).
측정 결과는 제4도에 표시된다.The measurement results are shown in FIG.
수직축은 램프와 광출력을 가리키고 수평축은 램프 점화후 시간을 가리킨다.The vertical axis indicates lamp and light output and the horizontal axis indicates time after lamp ignition.
제4도에 나타난 바와 같이, 아말감은 사용하지 않는 램프(순 수은)(시험품(h))는 다섯 개 중 가장 우수한 광출력의 시동 전이를 가진다.As shown in FIG. 4, the lamp (pure mercury) (a test product (h)) which does not use amalgam has the best light output transition of the five.
비스무트-납-수은(20중량%) 아말감(시험품(b))을 사용하는 램프는 광출력의 시동 전이에서 아말감(순 수은)을 사용하지 않는 램프와 유사하고, 광출력의 시동전이에서 다른 것들 보다 더 우수하다.Lamps using bismuth-lead-mercury (20% by weight) amalgam (test article (b)) are similar to lamps without amalgam (pure mercury) at the start-up of light output and others in the start-up transition of light output. Better than
아말감을 사용하지 않는 램프(순 수은) 및 비스무트-납-수은(20중량%) 아말감(시험품(b))을 사용하는 램프 사이에 광출력의 시동 전이시 차이는 육안으로 판별될 수 없다.The difference in the starting transition of the light output between the lamp using no amalgam (pure mercury) and the bismuth-lead-mercury (20 wt.%) Amalgam (test article (b)) cannot be visually determined.
따라서, 이러한 관점에서, 비스무트-납-수은(20중량%) 아말감(시험품(b))이 순 수은으로 치환될 수 있다.Therefore, from this point of view, bismuth-lead-mercury (20% by weight) amalgam (test article (b)) can be replaced with pure mercury.
그러나, 비스무트-인듐-수은(5중량%) 아말감을 사용하는 램프(시험품(g)) 및 납-주석-수은(5중량%) 아말감을 사용하는 램프(시험품(i)) 둘 다는 광출력의 시동전이에서 더 나쁘다.However, both lamps using bismuth-indium-mercury (5 wt.%) Amalgam (test article (g)) and lamps using lead-tin-mercury (5 wt.%) Amalgam (test article (i)) were obtained at Worse at start-up.
왜냐하면, 비스무트-인듐-수은(5중량%) 아말감(시험품(g)) 및 납-주석-수은(5중량%) 아말감(시험품(i)) 둘다가 고온도 영역, 예를들어, 50℃ 이상의 주위 온도에 적합하기 때문이다.Because bismuth-indium-mercury (5% by weight) amalgam (test article (g)) and lead-tin-mercury (5% by weight) amalgam (test article (i)) are both in the high temperature range, e.g. This is because it is suitable for ambient temperature.
다음에, 또다른 시동 특징, 즉, 5℃에서 점화특징이 측정된다.Next, another starting characteristic, that is, the ignition characteristic is measured at 5 ° C.
상기 언급된 샘플램프는 94V를 가진 전력이 5℃에서 램프에 공급될 적에 각각의 램프가 방전을 시작할지 안할지 시험된다.The sample lamp mentioned above is tested whether or not each lamp starts to discharge when power having 94V is supplied to the lamp at 5 ° C.
측정결과가 표 2에 표시된다.The measurement results are shown in Table 2.
표 2에 따라서, 12중량% 이상의 수은을 함유하는 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프는 5℃에서 방전을 시작할 수 있고, 달리말하면, 12중량% 이상의 수은을 함유하는 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프는 아말감을 가지지 않는 램프(순 수은)와 같은 우수한 점화특징을 갖는다.According to Table 2, a lamp using bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam containing at least 12% by weight of mercury can start discharging at 5 ° C, in other words containing at least 12% by weight of mercury Lamps using bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam have excellent ignition characteristics, such as lamps without pure amalgam (pure mercury).
이들 램프가 5℃에서 2.0×10-4Torr 이상의 수은 증기압을 가질적에, 5℃에서 2.0×10-4Torr 이상의 수은 증기압을 가진 램프는 아말감을 가지지 않은 램프(순 수은)와 같은 우수한 점화특징을 갖는다.While these lamps have a mercury vapor pressure above 2.0 × 10 -4 Torr at 5 ° C, lamps with a mercury vapor pressure above 2.0 × 10 -4 Torr at 5 ° C provide excellent ignition characteristics such as lamps without amalgam (pure mercury). Have
그러나, 12중량% 이상의 수은을 함유하지 않은 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감을 사용하는 램프는 비스무트-인듐-수은(5중량%) 아말감(시험품(g))을 사용하는 램프 및 납-주석-수은(5중량%) 아말감(시험품(i))을 사용하는램프 만큼의 우수한 점화 특징을 가지지 않는데, 상기 아말감이 5℃에서 2.0×10-4Torr 수은 증기압력 이하를 가지기 때문이다.However, lamps using bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam that do not contain more than 12% by weight of mercury are lamps using bismuth-indium-mercury (5% by weight) amalgam (test article (g)). And lead-tin-mercury (5 wt.%) Amalgam (test article (i)), which do not have the same superior ignition characteristics as the amalgam has a 2.0 × 10 -4 Torr mercury vapor pressure or less at 5 ° C. to be.
[표 2]TABLE 2
상기 설명에 따라서, 램프 아말감이 5℃에서 많아야 2.0×10-4Torr 수은 증기압력을 가지고, 25℃에서 많아야 1.1×10-3Torr 수은 증기압력을 가질적에, 아말감을 사용하는 램프의 수은 증기압 특징은 순 수은을 사용하는 램프의 수은증기압력 특징과 유사하고, 그결과 아말감을 사용하는 램프의 저온 및 중간 온도 영역내에서 시동 특징 및 광 출력은 순 수은을 사용하는 램프의 것과 아주 유사하다.In accordance with the above description, the mercury vapor pressure characteristics of lamps using amalgams are such that the lamp amalgam has at most 2.0 × 10 −4 Torr mercury vapor pressure at 5 ° C. and at most 1.1 × 10 −3 Torr mercury vapor pressure at 25 ° C. The mercury vapor pressure characteristics of a lamp using silver pure mercury are similar, and as a result, the starting characteristics and light output in the low and medium temperature ranges of a lamp using amalgam are very similar to that of a lamp using pure mercury.
시동 특징 및 광출력에서 그들 사이의 차이는 육안으로 구별할 수 없다.The differences between them in starting characteristics and light output are indistinguishable to the naked eye.
본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않고, 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감은 약 50중량% 내지 63중량% 비스무트 및 약 37중량% 내지 50중량% 납으로 구성된 베이스 금속을 가질 수 있다.The present invention is not limited to the above examples, and the bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgam has a base metal consisting of about 50 wt% to 63 wt% bismuth and about 37 wt% to 50 wt% lead Can be.
약 50중량% 내지 63중량% 비스무트 및 약 37중량% 내지 50중량% 납으로 구성된 베이스 금속을 가진 비스무트-납-수은(Bi-Pb-Hg) 아말감은 비교적 그의 구조내에서 공융 혼합물을 형성하는 56.5중량% 비스무트 및 43.5중량% 납으로 구성된 베이스 금속만큼 안정하고, 그결과 수은 증기압 특징에서 안정하다.Bismuth-lead-mercury (Bi-Pb-Hg) amalgams having a base metal consisting of about 50% to 63% bismuth and about 37% to 50% lead by weight are relatively 56.5 to form a eutectic mixture within its structure. It is as stable as the base metal consisting of wt% bismuth and 43.5 wt% lead, and consequently stable in mercury vapor pressure characteristics.
그리고 설령 이들 수은 증기압력 특징이 아말감 총중량부 50중량% 내지 63중량% 비스무트 및 약 37중량% 내지 50중량% 납을 가진 베이스 금속 및 아말감 총량의 12중량% 이상의 수은으로 구성된 아말감에 의해 얻어지고, 상기 설명된 바와 같이, 이들 수은 증기압 특징을 가진 아말감은 상기 실시예에 제한되지 않는다.And even if these mercury vapor pressure characteristics are obtained by amalgam consisting of at least 50% to 63% bismuth by weight of amalgam and about 37% to 50% by weight lead metal and at least 12% by weight of mercury in the total amount of amalgam, As explained above, amalgams with these mercury vapor pressure characteristics are not limited to the above embodiment.
예를들어, 비스무트-주석-수은(Bi-Sn-Hg) 아말감이 본 발명에 대해 사용될 수 있다.For example, bismuth-tin-mercury (Bi-Sn-Hg) amalgam may be used for the present invention.
구체적으로, 아말감 총량의 적어도 15중량%의 양으로 된 수은과 약 37중량% 내지 50중량% 주석 및 약 50중량% 내지 63중량% 비스무트로 구성된 베이스 금속을 포함하는 비스무트-주석-수은(Bi-Sn-Hg) 아말감의 수은 증기압 특징은 상기 설명된 바와 같이 아말감 총량의 12중량% 이상의 양인 수은과, 약 37중량% 내지 50중량% 납 및 약 50중량% 내지 63중량% 비스무트로 구성된 베이스 금속을 포함하는 아말감의 특징과 꽤 유사하다.Specifically, bismuth-tin-mercury (Bi-) comprising mercury in an amount of at least 15% by weight of the total amount of amalgam and a base metal consisting of about 37% to 50% tin and about 50% to 63% bismuth by weight. The mercury vapor pressure characteristic of the Sn-Hg) amalgam is based on a base metal consisting of mercury in an amount of at least 12% by weight of the total amount of amalgam, and about 37% to 50% lead and about 50% to 63% bismuth by weight. It is quite similar to the amalgam features it contains.
아밀감 총량의 15중량% 양인 수은과 약 50중량% 내지 63중량% 비스무트 및 약 37중량% 내지 50중량% 주석으로 구성된 베이스 금속을 포함하는 비스무트-주석-수은(Bi-Sn-Hg) 아말감의 수은 증기압 특징은 저온 영역에서 거의 시험품(b)인 Bi-Pb-Hg(12.4%) 아말감의 수은 증기압력 특징과 같다.Bi-Sn-Hg amalgam comprising a base metal consisting of mercury in an amount of 15% by weight of the total amount of amyl and about 50% to 63% bismuth and about 37% to 50% tin by weight The mercury vapor pressure characteristic is the same as the mercury vapor pressure characteristic of Bi-Pb-Hg (12.4%) amalgam, which is almost the specimen (b) in the low temperature range.
그결과, 상기 Bi-Sn-Hg 아말감에 있어서 광출력이 증가하는 특징 및 점화특징이 우수하다.As a result, the light output is increased and the ignition characteristic is excellent in the Bi-Sn-Hg amalgam.
아말감 총량의 50중량% 이상의 양으로 된 수은을 함유하는 아말감은 아말감이 너무 끈적끈적하고 그결과 램프의 대량 생산에 적용되는 것이 어렵다는 불리점을 갖는다.Amalgams containing mercury in an amount of at least 50% by weight of the total amount of amalgams have the disadvantage that amalgams are too sticky and as a result are difficult to apply to mass production of lamps.
따라서, 수은이 아말감 총중량의 50중량% 이상이 되지 않도록 하는 것이 더욱 바람직하다.Therefore, it is more preferable that mercury is not more than 50% by weight of the total amalgam weight.
설령 상기 실시예의 램프가 시동 시기에 수은을 방출시키는 것에 대해 필라멘트 가까이 잘 알려진 보조 아말감을 가지지 않는다 할지라도, 본 발명은 보조아말감을 사용할 수 있다.Even if the lamp of this embodiment does not have a well known auxiliary amalgam close to the filament for releasing mercury at start-up time, the present invention can use auxiliary amalgam.
보조 아말감은 몰리브덴과 같은 금속 및 그 위에 도포된 인듐과 같은 아말감 베이스 금속으로 구성되어 있다.The auxiliary amalgam consists of a metal such as molybdenum and an amalgam base metal such as indium applied thereon.
이러한 경우에, 상기 보조 아말감은 가까이 위치한 필라멘트로 부터 열을 받아들이면서, 시동시기에 수은을 방출한다.In this case, the auxiliary amalgam releases mercury at start-up, taking heat from nearby filaments.
그결과, 보조 아말감을 가진 램프는 시동시기에 광출력 속도가 증가되면서 개선되지만, 램프는 그의 점화 특징이 나빠진다.As a result, a lamp with auxiliary amalgam improves with increasing light output speed at start-up, but the lamp deteriorates its ignition characteristics.
요약하면, 본 발명이 상기 선행 기술의 불리점을 극복하고 아말감을 가진 저관벽 부하된 램프를 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다.In summary, it will be appreciated that the present invention overcomes the disadvantages of the prior art and provides a low tube wall loaded lamp with amalgam.
상기 설명된 실시예에서, 많은 변화와 수정은 그결과 본 발명의 영역에서 벗어나지 않고 실행될 수 있다.In the above-described embodiments, many changes and modifications can be made as a result without departing from the scope of the present invention.
그결과, 첨부된 특허청구범위는 모든 이러한 수정을 포함하도록 추론한다.As a result, the appended claims infer to cover all such modifications.
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