KR100246940B1 - 고압방전램프 및 이를 구비한 조명기구 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

고압방전램프 및 이를 구비한 조명기구

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

발광관의 과도한 온도상승을 억제하고, 불점등쪽의 발광관의 존재에 의한 그림자의 발생을 더욱 작게 할 수 있는 고압방전램프와, 점등회로 및 조명기구를 제공함.

3. 발명의 해결방법의 요지

고압방전램프는, 외관(1)과, 이 외관(1)내에서 관축방향으로 서로 틀어진 방향으로 뻗어 있고, 상호의 적어도 한편의 끝단부가 근접되어 중간부에서 상기 끝단부 사이보다 이간하여서 배설된 2개의 발광관(4A),(4B)을 구비함.

4. 발명의 중요한 용도

점등시에 램프로부터의 배광불균일의 발생을 저감할 수 있음과 동시에 광속의 향상을 도모케 함.

Description

고압방전램프 및 이를 구비한 조명기구

본 발명은, 외관내에 2개의 발광관을 수용한 고압방전램프 및 고압방전램프를 갖춘 조명기구에 관한 것이다.

고압나트륨램프나 메탈하라이드램프등의 고압금속증기 방전램프는, 점등중에 발광관내의 수은이나 봉해 넣은 발광금속 및 시동가스의 증기압(蒸氣壓)이 1기압 이상이 되기 때문에 램프 소등후 재시동시킬 경우는, 발광관이 어느 정도 식어서 내부의 수은이나 봉해넣은 발광금속의 증기압이 저하하고, 내압이 소정레벨 이하로 내려가는 것을 기다릴 필요가 있다. 예컨대, 고압나트륨램프의 경우는 재시동시간으로서 외부시동형이 약 1분, 내부시동형이 약 10분, 메탈하라이드램프의 경우는 10분 이상도 기다리지 않으면 안된다.

따라서, 예컨대 일순간 정전등이 있으며, 백열전구나 형광램프의 경우는 곧 복귀점등하지만, 상기 고압금속증기 방전램프의 경우는 풀파워를 발휘하기까지에 10분이상 기다리지 않으면 안되고, 도로조명, 터널내 조명등에 사용한 경우는 불편하고, 또, 안정상에도 위험하다.

이것을 개선하기 위하여, 미국특허 제4,287,454호 명세서에는 외관내에 2개의 발광관을 수용하여 전기적으로 병렬로 접속하고, 이들 발광관의 한쪽을 점등시키도록한 고압나트륨램프가 제안되어 있다.

그런데, 이러한 고압나트륨램프의 발광관의 지지로서는 2개의 발광관을 병행으로 배치하여 이 양단부를 지지플레이트로 지지시키고, 이들 지지플레이트 사이에 발광관과 병행으로 지지봉을 끼워통하고 이 지지봉을 외관의 스템에 지지시키는 것으로 행해지고 있다.

그런데, 이러한 고압나트륨램프는, 2개의 발광관이 병행한 서로가 크게 겹치는 레이아웃으로 되기 때문에, 점등중, 이웃 발광관의 그림자가 크고, 그만큼, 광량이 저하하여서 램프의 성능에 영향을 주는 문제가 있었다.

그래서, 이와 같은 발광관 상호의 겹침을 해소하는 수단으로서, 예를 들어 일본국 특개평 4-218255호 공보에는 2개의 발광관을 X자 형상으로 교차하도록 연직방향으로 경사해서 외관내에 설치하는 것이 제시되어 있다.

이와 같이 2개의 발광관을 X형상으로 교차시키면, 점등되지 않은 쪽의 발광관의 존재에 의한 그림자는 작아져서, 램프축 둘레의 배광불균일을 대폭으로 개선할 수 있었으나, 그 중에는 광속(光束)의 저하를 가져오는 것이 때때로 발견되고 있다.

이 광속의 저하의 원인에 대해서 검토한 바, 방전램프의 발광관은 통상 점등시에 중앙부가 가장 승온되는데, 이와 같이 X형상으로 교차시키면 겹치는 중앙부가 더욱 고온으로 되는 것을 알 수 있었다. 이것은 점등상태에 있는 발광관으로부터의 방사열이 소등상태에 있는 다른편의 백색계 세라믹제의 발광관에 부딪혀서 반사되고, 다시 점등상태에 있는 발광관으로 되돌아오기 때문으로, 그 중앙부는 원래 고온이고, 또한 근접하고 있기 때문에 과도한 고온으로 되기 쉽다. 그리고, 발광관이 과도한 고온으로 되면, 발광관내에 발광금속으로서 봉해넣은 나트륨이 발광관 벌브를 형성하는 재료인 알루미나와 반응하여서 소실되여 버리고, 나트륨의 양이 부족하면, 이것에 기인하는 광속의 저하가 생기는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 상술한 사정에 비추어서 하게 된 것으로서, 발광관의 과도한 온도상승을 억제할 수 있는 것 및 불점등쪽의 발광관의 존재에 의한 그림자의 발생을 더욱 작게할 수 있는 고압방전램프 및 이 램프를 갖춘 조명기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 본 발명에 관한 시동기(始動器) 내장형의 고압나트륨램프를 나타내며, 제1(a)도는 정면도, 제1(b)도는 측면도이다.

제2도는 제1도의 램프의 시동기 부분의 전류 흐름을 나타낸 설명도이다.

제3(a)도 및 제3(b)도는 제1도의 램프의 시동기 부분의 동작을 나타낸 설명도이다.

제4도는 본 발명에 관한 고압나트륨램프의 점등회로장치를 나타낸 회로도이다.

제5도는 본 발명에 관한 고압나트륨램프의 발광관의 겹침정도(비율)에 의한 외관으로부터의 발광강도의 분포를 나타낸 그래프이다.

제6도는 발광관의 겹침정도(비율)와 최암부(最暗部)/최명부(最明部)의 비율을 대비하여서 나타낸 그래프이다.

제7도는 본 발명에 관한 다른 고압나트륨램프를 나타내며, 제7(a)도는 제7(b)도는 측면도이다.

제8도는 본 발명에 관한 고압나트륨램프의 다른 점등회로장치를 나타낸 회로도이다.

제9(a)도 및 제9(b)도는 본 발명에 관한 다른 고압방전램프의 발광관의 개략 배치를 나타낸 정면도이다.

제10(a)도 및 제10(b)도는 본 발명에 관한 다른 고압방전램프의 발광관의 개략배치를 나타낸 요부의 측면도이다.

제11도는 본 발명에 관한 조명기구를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

L,L1 : 고압방전램프(고압나트륨램프) 1 : 외관

22A,22B : 내부도입선 3 : 꼭지쇠

4A,4B : 발광관 41 : 벌브

5 : 전극 6A,6B : 서포트와이어

65A,65B : 바이메탈 66A,66B : 근접 도체(近接 導體)

7,9 : 시동기 71 : 바이메탈 스위치

72 : 히터 S : 교류전원

S1,S2 : 급전선(給電線) T1,T2 : 초크코일

A : 조명기구

본 발명의 제1실시형태에 의한 고압방전램프는, 외관과, 이 외관내에서 상호의 적어도 한편의 끝단부가 근접되어 중간부에서 상기 끝단부 사이보다 사이를 두고서 배열 설치된 2개의 발광관을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

2개의 발광관을 대략 V자형상이나 대략 八자 형상등으로 배치하여서, 2개의 발광관을 광출력이 높은 벌브의 중앙부에서 교차시키지 않고, 중앙부보다 광출력이 낮은 서로의 끝단부에서 교차 혹은 가까이 한 구성으로서, 소등하고 있는 발관광이 가려서 만드는 그림자의 면적을 작게할 수 있다.

본 발명의 제2실시형태에 의한 고압방전램프는, 외관과, 이 외관내에서 상호의 한편 및 다른 편의 끝단부가 근접되어 중간부에서 사이를 두고서 배열 설치된 2개의 발광관을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

2개의 발광관을 대략 능(菱)형상이나 0자형상등으로 배치하여서, 2개의 발광관을 광출력이 높은 벌브의 중앙부에서 교차시키지 않고, 중앙부보다 광출력이 낮은 서로의 양 끝단부에서 교차 혹은 가까이 한 구성으로서, 소등하고 있는 발광관이 가려서 만드는 그림자의 면적을 작게 할 수 있다.

본 발명의 제3실시형태에 의한 고압방전램프는, 외관과 이 외관내에 수용되고, 방전매체가 봉해 넣어진 제1의 발광관과, 외관내에 제1의 발광관과 한끝단쪽이 근접해서 수용되고, 방전매체가 봉해 넣어짐과 동시에 외관의 관축을 중심축으로 하여서 회전하여 보았을 때에, 제1의 발광관과 겹치는 부분에 상당하는 투영면적이 제1의 발광관 자체의 최대투영면적의 10~50%의 범위가 되도록 배열 설치된 제2의 발광관을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

서로의 발광관이 겹치는 부분의 투영면적비를 규제함으로써, 램프 주위에 방사되는 광의, 가장 밝은 부분과 어두운 그림자가 되는 부분과의 조도차(照度差)를 실용상 문제 없을 정도로 억제할 수 있다.

본 발명의 제4실시형태에 의한 고압방전램프는, 2개의 발광관의 근접부가 서로 다른 편의 발광관의 전극 앞끝단보다 돌출해있지 않은 위치에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

발광관은 전극사이를 두고 주로 방전이 형성되고 이 사이는 광출력도 높지만, 전극으로부터 끝단부까지의 사이는 중앙부에 비하여 광출력이 낮다. 특히, 이 광출력이 낮은 전극의 아래변에서 서로를 교차 혹은 접근시켜 놓으면, 광속의 손실은 적음과 동시에 그 그림자 면적도 작다.

본 발명의 제5실시형태에 의한 고압방전램프는, 각 발광관에 극성을 달리한 근접도체가 부설되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

시동을 용이하게 할 수 있고, 시동전압을 저하시킬 수 있다.

본 발명의 제6실시형태에 의한 고압방전램프는, 발광관에 근접도체가 부설되어 있음과 동시에 외관내에 발광관과 병렬접속된 시동기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

시동기 내장형의 방전램프가, 시동기가 외관내에 있으므로 점등회로장치를 간소화할 수 있다. 시동기로서는, 점등관, 바이메탈 스위치외에 비선형 콘덴서등의 반도체스위치를 사용할 수 있다.

본 발명의 제7실시형태에 의한 고압방전램프는, 외관내의 2개의 발광관이 같은 품종인 것을 특징으로 하고 있다.

같은 품종, 같은 정격의 발광관의 시동을 하나의 시동기로 하게 할 수 있고, 2개의 발광관을 선택적으로 동등한 비율의 확률로 점등시킬 수 있다.

본 발명의 제8실시형태에 의한 고압방전램프는, 외관내의 2개의 발광관이 다른 품종인 것을 특징으로 하고 있다.

다른 품종의 발광관을 선택적으로 점등시켜서, 소망하는 발광색, 밝기등을 발할 수 있다.

본 발명의 제9실시형태에 의한 점등회로장치는 제1실시형태 내지 제8실시형태중의 어느 하나에 의한 2개의 발광관을 외관내에 가진 고압방전램프와, 이들 각 발광관을 점등시키는 점등수단을 갖추고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

외관내에 전기적으로 병렬로 접속한 상태로 수납된 발광관의 근접도체를 서로 극성이 달라지도록 접속하고, 양극성 및 음극성의 시동펄스전압이 중첩된 교류전압을 인가하여, 어느 한편의 발광관을 점등시키도록 하고 있다.

본 발명의 제10실시형태에 의한 점등회로장치는 점등수단이 교류전원과, 상기 방전램프의 꼭지쇠의 단자와의 사이에 접속한 급전선에 개재된 임피던스를 갖는 초크코일을 갖추고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

발광관을 초크코일로써 안정점등시킬 수 있다.

본 발명의 제11실시형태에 의한 점등회로장치는, 제1실시형태 내지 제7실시형태의 어느 하나에 의한 2개의 발광관을 외관내에 가진 고압방전램프와, 이들 각 발광관을 대략 같은 확률로 점등시키는 점등수단을 갖추고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

대략 같은 임피던스를 갖는 초크코일을 2분할하여서 개재시키도록 한 경우는 시동펄스의 극성이 추종하여서, 같은 확률로 어느 한편의 발광관을 점등시킬 수 있다.

본 발명의 제12실시형태에 의한 점등회로장치는 점등수단이 교류전원과, 상기 방전램프의 2개의 발광관과의 사이에 접속된 1쌍의 급전선의 각 선에 개재된 대략 같은 임피던스를 갖는 초크코일을 갖추고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

1쌍의 급전선의 각 선에 대략 같은 임피던스를 갖는 초크코일을 2분할하여서 개재시키도록 한 경우는 시동펄스의 극성이 추종하여서, 같은 확률로 어느 한편의 발광관을 점등시킬 수 있다.

본 발명의 제13실시형태에 의한 조명기구는, 기구 본체와, 이 기구본체에 수납된 제1 내지 제8실시형태의 어느 하나에 의한 2개의 발광관을 외관내에 가진 고압방전램프와, 제9실시형태 내지 제12실시형태중의 어느 하나에 의한 점등회로장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 조명기구는 상기 제1실시형태 내지 제12실시형태에 의한 작용을 한다.

[실시예]

이하, 본 발명의 각종 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 제1(a),(b)도는 본 발명에 관계된 고압방전램프를 예를 들어 시동기 내장형의 고압나트륨램프를 나타내며, 제1(a)도는 정면도, 제1(b)도는 측면도이고, 제2도는 램프(L) 시동시의 전류의 흐름, 제3도는 바이메탈스위치의 동작의 설명도이다.

제1도중, (1)은 고압나트륨램프(L)의 외관이고 경질유리등의 재료로 대략 직관(直管)형상으로 형성되고, 한 끝단이 밀폐되어 있음과 동시에 다른 끝단에는 스템(2)이 봉해져 있고, 이 봉함부(도시하지 않음)에는 셀부(31) 및 아일렛단자(32)를 가진 꼭지쇠(3)가 부착되어 있다. 또, 외관(1)내에는 2개의 발광관(4A),(4B)이 수용되어 있다.

이들 발광관(4A),(4B)은 예컨대 다결정알루미나 또는 단결정알루미나등의 세라믹관으로 된 벌브(41)의 양 끝단 개구부에 밀폐체로서 세라믹이나 니오븀등으로 이루어진 디스크형상의 엔드플레이트를 기밀하게 접합하고, 이들 엔드플레이트에 전극(5),(5)을 봉해 붙여서 구성되어 있다.

또한, 상기의 각 전극(5),(5)은 공지하는 바와 같이 전극축(51)에 코일부(52)를 감아서 구성하고, 소정의 에미터를 유지하고 있으며, 이와 같은 전극(5),(5)은 도전구체(導電構體)(53),(53),…에 접속되어 있다. 이들 도전구체(53),(53),…는 각각 벌브(41) 끝단부에 엔드플레이트로부터 외부로 돌출되어 있다. 또, 이와 같은 발광관(4)의 벌브(41)의 내부에는 나트륨과 수은 및 크세논가스가 봉해 넣어져 있다.

그리고, 상기 발광관(4A),(4B)은, 도면에 나타난 바와 같이 정면에서 보았을 때 외관(1)에 축심과 병행으로 배열 설치되고, 측면에서 보았을 때 아래편쪽이 근접하여 위편이 틀어져서 사이를 둔 약 6도의 열림각도로 대략 V자형으로 배열 설치되어 있어서, 램프(L)의 관축을 중심으로 하여서 둘레에서 보았을 때 양 발광관(4A),(4B)이 전혀 중복하는 일 없이, 2개소에서 끝단부가 약간 겹치는 정도이다.

도면에서 상기 발광관(4A),(4B)의 각각 위쪽에 위치하는 도전구체(53),(53)내에는 내열성 금속으로 된 로드(54),(54)가 이동이 자유롭게 삽입되고, 이 로드(54),(54)가 니오븀이나 탄탈등의 내열성금속으로 된 벌브홀더(61)에 고정되고 이 벌브홀더(61)는 다른편의 서포트와이어(6B)에 기계적으로 연결되어 있다. 또, 참조부호(55),(55)는 도전구체(53),(53)와 로드(54),(54)를 전기적으로 접속하는 와이어이다. 또, 도면에서 상기 발광관(4A),(4B)의 각각 아래쪽에 위치하는 도전구체(53),(53)는 니오븀이나 탄탈등으로 된 벌브홀더(62)를 개재하여 한편의 서포트와이어(6A)에 기계적으로 연결되어 있다. 또, 참조부호(68)는 상기 서포트와이어(6A),(6B)사이에 고정된 벌브홀더(62)에 의한 단락을 막는 인슐레이터이다. 또한, 상기 로드(54)는 발광관(4A),(4B)의 점등, 소등에 의한 벌브(41)의 열신축을 흡수하는 작용을 한다.

이와 같은 접속구조의 발광관(4A),(4B)은, 서로 전기적으로 병렬로 접속되어 있는 것이다. 말하자면, 상기 서포트와이어(6A),(6B)는 도전성이 선재로 이루어지고, 상단부 및 하단부에서 인슐레이터(63)를 개재하여 상호 절연상태로 연결되어 있다. 또한, 서포트와이어(6A),(6B)의 상단 근방에는 외관(1)의 내면과 맞닿은 탄성판(64),(64)이 설치되어 있다.

또, 상기 서포트와이어(6A),(6B)의 하단부는, 스템(2)의 봉착선(封着線)(21A),(21B)에 접속한 내부도입선(22A),(22B)에 용접해서 지지되어 있다. 또, 봉착선(21A),(21B)의 다른 끝단에 용접된 외부도입선(23A),(23B)는 꼭지쇠(3)의 셸부(31) 및 아일렛단자(32)에 용접이나 납땜등에 의하여 접속되어 있다.

또, 참조부호(65A)는 시동보조도체용 열응동체(熱應動體)로서의 바이메탈로서, 서포트와이어(6A)에 한 끝단이 고정되고, 선단부가 발광관(4A)의 상부전극 부근에까지 오도록 설치되어 있다. 그리고, 이 바이메탈(65A)의 선단부에는 대략 L자형으로 구부려서 형성된 근접도체(66A)의 한 끝단이 연결되어 있다. 이 근접도체(66A)는 상부전극 부근으로부터 발광관(4A)과 평행하게 배열설치되고, 도중에서 구부러져서 그 앞끝단부는 서포트와이어(6A) 중간부의 홀더(67)에 회전운동이 자유롭게 지지되어 있다.

또한, (65B)는 시동보조도체용 열응동체로서의 바이메탈로서, 서포트와이어(6B)에 한 끝단이 고정되고, 선단부가 발광관(4B)의 하부전극 부근에까지 오도록 설치되어 있다. 그리고, 이 바이메탈(65B)의 앞끝단부에는 대략 L자형으로 구부려서 형성된 근접도체(66B)의 한 끝단이 연결되어 있다. 이 근접도체(66B)는 하부전극 부근으로부터 발광관(4B)과 평행하여 배열설치되고, 도중에서 구부러져서 그 앞끝단부가 서포트와이어(6B) 중간부의 홀더(67)에 회전운동이 자유롭게 지지되어 있다.

이들 근접도체(66A),(66B)는 예컨대 니오븀이나 탄탈등의 내열성 금속으로 구성된다. 또한, 이 근접도체(66A),(66B)의 전극쪽은, 적어도 전극 선단으로 부터 2㎜이내에 배치되도록 하고 있다.

또, 바이메탈(65A),(65B)은 대응하는 발광관(4A,)(4B)이 점등하면, 그 열에 의하여 만곡하고, 이 때문에 근접도체(66A),(66B)는 발광관(4A),(4B)으로부터 사이를 두는 방향으로 회전운동한다. 이와 같이 근접도체(66A),(66B)가 발광관(4A),(4B)으로부터 사이를 두고 있는 상태에서는, 근접도체(66A),(66B)의 발광관(4A),(4B)에 대한 시동보조기능으로서의 기능은 없어진다.

또, 발광관(4A),(4B)의 하부전극 부근으로부터 사이를 둔 위치에 시동기(7)를 구성하는 바이메탈 스위치(71)가 배열 설치되어 있다. 이 바이메탈 스위치(71)와 발광관(4A),(4B)과의 사이에는 코일형상의 히터(72)가 배열 설치되어 있다.

이 바이메탈 스위치(71)의 한 끝단은 금속봉(73)의 한끝단에 연결되어 있다. 또한 이 금속봉(73)은 다른 끝단은 절연체로 이루어진 지지체(74)에 연결되어 있다. 또, 바이메탈 스위치(71)의 다른 끝단에는 봉형상 스위치단자(75)가 연결되어 있다.

또한, 상기 지지체(74)에는 금속으로 이루어진 L자형상 스위치단자(76)의 하단부가 연결되어 있다. 이 L자형상 스위치단자(76)의 하단부는 금속으로 이루어진 홀더(77)에 의하여 서포트와이어(6A)로 지지되어 있다. 즉, 상기 지지체(74)도 이 홀더(77)에 의하여 지지된다. 또한, 참조부호(72A),(72A),…는 지지체(74)에 부착된 히터(72)를 유지하는 앵커이다.

또, 히터(72)는 금속봉(73)의 하단부에 접속된다. 히터(72)의 다른 끝단은 도선(78)을 개재하여 서포트와이어(6B)에 접속되어 있다.

또한, 히터(72)에 통전되어 있지 않은 상태에서는, 바이메탈 스위치(71)는 똑바로 뻗은 형상을 하고 있기 때문에, 봉형상 스위치단자(75)와 스위치단자(76)의 스위치부(79)는 접촉한 상태에 있다. 한편, 히터(72)에 통전되면, 바이메탈 스위치(71)는 히터(72)쪽으로 구부러지듯이 변형한다. 다시말해서, 바이메탈 스위치(71)로 열림상태로 된다.

또한, 도면중(8),(8)은 링게터를 나타낸다. 또, 외관(1)내는 1/10000토르 정도의 고진공으로 유지되어 있다. 다음에, 상기 구성의 고압나트륨램프(L)의 동작에 대하여, 또한, 제4도의 점등회로장치를 더하여 참조해서 설명한다. 또한 제4도는 램프(L)의 주요부분만 기재하고, 다른 부분은 생략하고 있다.

제4도에서 (S)는 교류전원 (S1),(S2)는 이 전원(S)의 양극에 접속된 급전선이고, 다른 끝단은 각각 임피던스를 갖는 초크코일형 안정기(T1),(T2)(양 초크코일형 안정기의 임피던스는 대략 같다)를 개재하여 램프(L) 외관(1)의 꼭지쇠(3)의 단자부(31),(32)에 접속된다. 또한, 램프(L)를 주요 부분만 기재하고, 다른 부분은 생략하고 있다.

고압나트륨램프(L)는 외관(1)내에 시동기(7)가 내장되고, 근방에 시동보조용의 근접도체(66A),(66B)가 대칭으로, 그 위에 각각 극성이 다른 전위가 부여 되도록 부설된 2개의 발광관(4A),(4B)이 전기적으로 병렬접속되어 있다.

시동시에는 서포트와이어(6A), 홀더(77), 스위치단자(76), 스위치부(79), 봉형상 스위치단자(75), 바이메탈 스위치(71), 금속봉(73), 히터(72), 도선(78), 서포트와이어(6B)에 전류가 흐르고 히터(72)가 가열된다. 그리고, 이 상태가 계속되면, 히터(72)의 열에 의하여 바이메탈 스위치(71)가 만곡하여 스위치부(79)로부터 떨어진다. 이 바이메탈 스위치(71)의 개방시에 킥전압이 발생하고, 이 킥전압에 의한 펄스가 초크코일형 안정기(T1) 및 (T2)를 개재하여 교류전원(S)에 중첩된다. 이 펄스의 발생으로 발광관(4A),(4B)중 어느 하나가 점등한다.

그리고, 이와 같은 바이메탈 스위치(71) 및 히터(72)로 이루어진 시동기(7)에 의하여 발생되는 펄스는, 교류전원(S)의 음양의 극성에 따라서 양 및 음의 고압펄스를 발생하기 때문에 수백회이상의 시동을 상정하면, 각 발광관(4A),(4B)의 시동보조용의 근접도체(66A),(66B)에 음극성의 펄스가 인가될 확률은 약 50%가 되고, 각 발광관(4A),(4B)이 점등하는 확률은 약 50%가 된다고 추정된다.

이 때문에, 한편의 발광관(4A)이나 (4B)의 사용빈도가 높아지는 것이 방지되고, 한편의 발광관(4A)이나 (4B)에서 나트륨의 소실이 진행하여서 램프전압의 상승이 발생하거나, 조기에 발광특성이 열화하는 등의 지장이 없어지고, 실질적으로 1개의 발광관을 수용한 램프(L)에 비하여 수명이 2배로 늘어나게 된다.

더구나, 한편의 발광관의 점등시에 일순간의 정전에 의하여 이것이 소등하고, 이 정전이 해소되었을 때에는, 이제까지 점등하고 있지 않았던 내부압력이 낮은 편의 발광관이 점등한다. 이 경우, 이 다른편의 발광관은 상기 한편의 발광관의 점등시에 예열되어 있으며, 약간 내부압력이 올라가 있으므로 단시간에 안정점등상태에 도달한다.

따라서, 재시동시간이 매우짧고, 도로조명이나 터널내의 조명에 사용하면 일순간 소등하여도 단 시간내에 회복하므로 안전성을 높일 수 있다.

또한 발광관이 점등하면, 바이메탈이 가열되어서 변형하고, 근접도체(66A),(66B)는 각각 발광관(4A),(4B)으로부터 떨어진다. 따라서, 발광관으로부터 방사되는 광을 근접도체(66A),(66B)가 가리는 비율이 감소된다.

그리고, 이 램프(L)의 한편의 발광관(4A)이 점등하였을 때, 발광관(4A),(4B)에서 상호겹치는 부분은 제1도에서 아래편 끝단부의 일부이고, 이 발광관(4A)의 전극(5)으로부터 끝단부 근처는 방전로로부터 빗어난 원래 중앙부에 비하여 발광량이 낮은 부분이며, 비발광의 발광관(4B)의 차광은 근소하여서, 램프(L)의 관축 둘레에 있어서의 배광불균일의 정도도 감소할 수 있다. 따라서, 가장 발광량이 많은 발광관(4A) 중앙부의 방사광의 손실은 없고, 또, 중앙부의 근접에 의한 발광관(4A)의 과도한 승온도 없고 벌브(11) 재료인 알루미나와 발광금속인 나트륨과의 반응이 억제되고, 나트륨의 손실을 막을 수 있고, 램프 점등전압의 상승이나 광속의 저하가 적은 긴 수명의 고압나트륨램프(L)를 제공할 수 있다.

또한, 대략 V자형으로 벌어지게 한 2개의 발광관의 근접부는 중앙부에 비하여 광출력이 낮은, 서로 다른편의 발광관의 전극 앞끝단부으로부터 돌출하고 있지 않은 상태의 위치에서 교차 또는 접근시켜 두는 것이 바람직하여 이 위치 이하이면, 광속의 손실은 적음과 동시에 그 그림자 면적도 작다.

그리고, 아래의 표 1 및 표 2는 발광관(4A),(4B)의 본 발명에 관계된 제1도에 나타낸 끝단부에서 근접한 구성의 램프(L)(V자형상)의, 발광관(4A),(4B)의 중앙부에서 교차하고 있는 구성의 램프(L)(X자형상)에 대하여, 배광의 불균일을 나타낸 것이다. 표 1에 각도는 점등하고 있는 발광관과, 소등하고 있는 발광관과의 벌어진 각도는 약 6도로, 조명기구 바로 아래에 있어서의 배광의 불균일을 비교하고 있다. 또, 표 2는 상기(V자형상)과, (X자형상)의 램프(L)의 광속(X자형상의 램프(L)를 100%로 하여)을 대비하여 나타낸다.

이들 표 1, 2에서 분명한 바와 같이, 본 발명에 의한 램프(L)는 배광불균일의 감소 및 광속의 향상을 확인할 수 있었다.

또, 제1(a)도 및 제1(b)도에 나타낸 상호의 발광관(4A) 및 (4B)의 벌브(41),(41)의 한끝단부가 겹친 구성의 고압나트륨램프(L)에 있어서, 그 겹치는 부분의 면적, 여기서는 발광관(4A) 및 (4B)가 투영하는 면적(1)의 겹치는 부분에 대하여 어느 정도까지 허용할 수 있는가를 검토하였다.

즉, 상호의 발광관(4A) 및 (4B)는 적어도 한편이 경사지고, 실용상 발광관(4A) 및 (4B)의 양자 모두 경사하여 대칭적으로 배치되며, 이 정대칭위치에서 보아서, 이 위치에서 가장 겹침이 많으면, 외관(1)의 관축을 중심으로 하여 외관(1)의 회전하여서, 이곳을 0도로 하였을 때 양자의 겹침은 90도, 270도에 중간정도이고, 180도에서 가장 많아진다.

이것은, 제5도에 도시한 바와 같이, 한편의 발광관(4A)을 점등하였을 때(다른편의 발광관(4B)은 소등하고 있다), 전방에 전혀 다른편의 발광관이 존재하지 않은 최고 광방사방향의 발광강도(조도를 측정)를 100%로 하였을 때의 외관(1) 주위로의 광방사강도이다(측정은 점등시킨 발광관(4B)의 중심부근을 횡단하는 부분에서 하였다).

그리고, 발광관(4A) 및 (4B)의 벌브(41)의 전체에 대한 겹침정도(비율)가 제5(a)도는 5%, 제5(b)도는 10%, 제5(c)도는 50%, (d)는 55%의 경우를 나타낸다. 또한, 도면중 각 도면에서 100% 위치가 어긋나 있는 것은, 각각의 램프(L)를 측정할 때 램프(L)의 부착위치가 달라져 있기 때문이고, 주위의 표시각도와 함께 절대치적으로는 관계없다.

이 제5(a)~(b)도에서 분명한 바와 같이, 겹침정도(비율)가 5%인 경우는, 양 발광관(4A),(4B)의 열림각도의 크기 때문에 각 발광관(4A),(4B)과 외관(1)축과의 거리의 차가 커지기 쉽고 발광강도의 불균일은 약 25%로 크다, 또, 겹침정도(비율)가 10~50%인 경우는 이면쪽이 발광강도의 저하가 약 12~14%정도로 명암차는 작고 실용상 문제 없다. 또한, 겹침정도(비율)가 55%정도로 다른편의 발광관의 절반이상으로 겹치면, 이면쪽의 발광강도의 저하는 약 23~24%정도로 명암차가 커지며, 양 발광관(4A),(4B)의 겹침정도(비율)가, 10~50%정도이면 실용상 문제없었다.

또, 제6도는 겹침정도(비율)와 가장 어두운 부분과 가장 밝은 부분과의 비율을 대비하여 나타낸 그래프로, 횡축을 발광관의 투영면적/겹치는 부분의 면적으로, 종축을 겹침정도(비율) 즉 최암부의 발광강도/최명부의 발광강도로 하였다.

이 도면에서도 분명한 바와 같이, 겹침정도(비율)가 10~50%의 범위내이면, 발광강도의 명암차(불균일)는 약 9~13%정도로 명암차는 작고 실용상 문제는 없었다.

또, 제1(a)도 및 제1(b)도에 나타낸 구성의 고압나트륨램프(L)에서, 소등중의 발광관 예를 들어(4A)의 근접도체(66A)에 연결된 바이메탈(65A)은 발광관(4A)의 벌브(41)의 외관(1) 근처의 부분에 배치되는 것이 바람직하다. 이것은, 수명말기에 발광관(4B)이 스스로 꺼진 경우라도, 다른편의 발광관(4B)과 사이를 둔 다른 부분보다 온도가 낮은 위치에 있는 바이메탈(65A)은 발광관(4A)에 근접하고 있으므로, 재시동시에 발광관(4A)내에 펄스를 중첩해서 확실하게 점등시킬 수 있다. 이 바이메탈(65A)이 다른편의 발광관(4B)에 가깝고 점등중의 가열이 크면 발광관(4B)으로부터 떨어져 있으며, 재시동시 반드시 발광관(4A)이 점등하지는 않으며, 발광관(4B)쪽이 재점등하여서 스스로 꺼지기를 되풀이하고 만다는 문제를 낳을 염려가 있다.

또, 시동기(7)에 가까운 곳에 설치되는 발광관(4B)의 근접도체(66B)에 연결된 바이메탈(65B)은, 시동기(7)의 히터(72)로부터의 열적영향이 크므로, 시동기(7)와는 반대쪽의 발광관(4B)의 벌브(41)면에 설치하는 편이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 시동시에 시동기(7)의 되풀이 동작에 의하여 히터(72)으로부터 열로 바이메탈(65B)이 변형하여서 발광관(4B)으로부터 사이를 두고, 발광관(4B)의 시동전압이 높아지는 것을 막을 수 있다.

또, 제7도는 본 발명의 다른 실시 형태를 나타낸 고압방전램프(L1)로서, 도면중 제1도와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 상술한 제1도의 고압방전램프(L)는 외관(1)내에 바이메탈 스위치(71)등으로 구성한 시동기(7)를 설치한 시동기 내장형의 램프(L)였으나, 제7도에 도시한 램프(L1)는 외관(1)의 내부에 시동기를 갖지 외부에 시동기를 설치한 것으로서, 이 램프(L1)는 예컨대 제8도에 도시한 점등회로장치에 접속되어서 점등한다. 또, 근접도체(66A),(66B)는 각각 서포트와이어(6A),(6B)에 접속된 바이메탈을 갖지 않은 고정형의 것이다.

제8도에 도시한 점등회로장치는 교류전원(S)에 1개의 초크코일형 안정기(T1)를 접속하고, 이 초크코일형 안정기(T1)에 관련해서 시동 펄스 발생장치가 되는 시동기(9)가 설치되어 있다. 즉, 이 실시예에서는, 시동펄스 발생장치가 되는 시동기(9)의 작동에 의하여, 상기 초크코일형 안정기(T1)의 양쪽에 펄스전압을 발생하는 것이다. 또, 시동펄스 발생장치로서는, 별개로 펄스트랜스를 가지며, 이 펄스트랜스의 출력을 램프(L1)의 인가하는 것같은 것이라도 좋다.

이와 같은 점등회로장치는, 램프(L1)의 시동시에 교류전원(S)으로부터의 교류전압에, 시동펄스 발생장치가 되는 시동기(9)의 작동에 의하여 초크코일형 안정기(T1)에 발생된 펄스를 각각 중첩하여서 램프(L1)에 인가하도록 되어 있다.

그리고, 이 경우, 교류전압의 양 및 음에 각각 고압펄스가 가해지고, 요컨대 시동펄스는 반사이클마다 번갈아서 발생한다. 램프(L1)에서는, 근접도체(66A) 또는 (66B)에 음의 펄스가 가해졌을 때에 이 근접도체쪽의 발광관이 시동하기 쉬운 성질이 있으므로, 예컨대 꼭지쇠(3)의 아일렛단자(32)에 양의 펄스가 인가되었을 경우는, 한편의 근접도체(66A)가 마이너스로 되고, 따라서, 이것의 접근하고 있는 발광관(4A)이 시동한다.

반대로, 꼭지쇠(3)의 셸부(31)의 양의 펄스가 인가되었을 경우는, 다른편의 근접도체(66B)가 마이너스로되고, 따라서, 이것의 접근하고 있는 발광관(4B)이 시동한다.

이와 같이, 근접도체(66A) 또는 (66B)에 양의 펄스가 인기될 확률은 50%씩이며, 따라서, 시동시에 각 발광관(4A),(4B)이 시동할 확률은 50%씩으로 된다.

이 비율은, 점등회수가 증가함에 따라서 균등화되게 되며, 따라서, 한편의 발광관(4A)이나 (4B)가 치우쳐서 집중적으로 시동되는 일이 없어지고, 더구나 점등시에 일순간의 정전등이 발생하여도, 이제까지 점등하고 있지 않았던 발광관이 점등하는등 상술한 실시의 형태와 마찬가지의 작용효과를 나타낸다.

또, 제9도 및 제10도는 본 발명의 고압방전램프의 발광관의 다른 실시의 형태를 나타내며, 도면중 제1도 및 제7도와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 또한, 상기 실시의 형태와 다른 것은 발광관(4A),(4B)의 벌브(41)부분의 구성뿐이므로, 발광관(4A),(4B)만을 나타낸다.

제9(a)도는 벌브(41)를 중간부에서 구부려서 대략 ㄱ자형의 발광관(4A),(4B)을 형성하고, 상하의 양 끝단부를 근접시켜서 대략 능형상으로 배열 설치하여서 구성한 것, 제9(b)도는 벌브(41)를 만곡시켜서 원호형상이 발광관(4A),(4B)을 형성하고, 상하의 양 끝단부를 근접시켜서 대략 0자형으로 배설하여서 구성한 것으로서, 측면에서 보아서 양 발광관(4A),(4B)은 대략 V자형으로 벌어져 있어도 상하가 엇갈리게 좌우로 바뀌어 있어도 좋다. 또, 2개의 발광관(4A),(4B)은 동일형상의 것을 조합하였으나, 예컨대 직관형과 대략 ㄱ자형등 다른 형상의 것을 조합하여도 좋다.

요컨대, 상호의 발광관(4A),(4B)은 그림자가 커지는 중앙부를 벗어난 곳에서 조합되고, 발광관(4A),(4B)을 어떤 방향에서 보아도 그림자가 작아지도록 제10(a)도나 제10(b)도에 측면도로 도시한 바와 같이, 대략 여덟팔(八)자형상으로 끝단부를 접근시키거나, 대략 V자형상으로 약간 교차시키는 등의 구성이면 좋다. 또, 양 발광관(4A),(4B)의 끝단부의 이간거리가 클수록, 그림자가 생기는 면적은 작아지지만 외관(1)이 커져서 램프가 대형화하므로, 양자를 감안하여서 결정하면 좋다.

그리고, 본 발명에 의하면 한편의 발광관의 점등시에 일순간의 정전에 의하여 이것이 소등하고, 이 정전이 해소되었을 때에는, 이제까지 점등하고 있지 않았던 내부압력이 낮은 편의 발광관이 점등한다. 이 경우, 이 다른편의 발광관은 상기 한편의 발광관의 점등시에 예열되어 있고, 약간 내부압력이 올라가 있으므로 단시간에 안정점등상태에 도달할 수 있다.

따라서, 재시동시간이 매우 짧고, 도로조명이나 터널내의 조명에 사용하면, 일순간 소등하여도 단시간내에 회복하므로 안정성을 높일 수 있다.

또, 상기의 실시예에서는 고압방전램프로서 같은 품종, 같은 정격의 2개의 발광관을 봉해 넣은 고압나트륨램프에 대하여 기술하였으나, 이하와 같이 메탈하라이드램프나 고압수은램프등 같은 품종의 발광관, 혹은 품종이 다른 2개의 발광관을 봉해 넣은 램프라도 좋다.

즉, 건조물이나 수목등의 경관조명 혹은 무대조명등에서는 조명의 연출효과를 높이기 위하여 수많은 고압방전램프가 사용되기 때문에 설비비가 많아지고, 또, 그 설치 스페이스가 커지는 문제가 있으며, 이것을 해결하는 수단으로서의 색온도가 다른 발광관을 하나의 외관내에 봉해 넣는 것이 시도되고 있다.

본 발명은 이들 램프로서의 적용도 가능하고, 예컨대 고압나트륨램프와 수은램프와의 직관형의 발광관을 예컨대 대략 V자형상으로 동일한 외관내에 배열설치하여서, 각각의 목적이나 요구되는 발광색등을 방사시키도록 하여도 좋다. 또한 이 때 각각의 발광관에의 점등회로장치에 대해서는 각각 별도로 설치하여도 좋다.

또, 상기 실시의 형태에서 설명한 본 발명의 고압방전램프는 예컨대 제11도에 도시한 바와 같은 예컨대 터널내의 조명기구(A)로서 사용된다. 이 도면에서 (B)는 대략 직 6면체 형상의 케이싱체, (R)은 이 케이싱체(B)내에 설치된 반사경이고 램프(L)가 장착되는 소켓(도시하지 않음)을 갖추고 있다. (D)는 안정기등의 점등회로가 부착된 점등장치, (G)는 이 케이싱체(B)의 하면에 설치된 보호유리등의 커버, (E), (E)는 터널의 천정등에 부착부이다.

이와 같은 구성의 조명기구(A)는 터널내에 부착하여 소등중의 발광관에 의한 그림자의 발생이 작고 배광특성을 향상시킬 수 있음과 동시에 점등중에 한편의 발생관이 소등하여도 다른편의 발관광이 점등하므로, 부점등 시간을 단축하여 교통의 안전을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시의 형태의 기재에 한하지 않고 예컨대, 근접도체는 발광관의 벌브의 외면에 감긴 것이라도 좋다. 또, 발광관을 지지하는 서포트와이어등의 금속부재가 발광관과 근접하는 것에 있어서는, 이 서포트와이어등의 금속부재를 근접도체에 겸용시켜도 좋고, 이 경우는 별체로서의 근접도체가 불필요하게 된다.

또, 외관내 혹은 외관외에 발광관과 병렬하여서 설치되는 시동기는 실시의 형태의 구성에 한정하지 않고, 다른 펄스발생수단이라도 좋다.

또, 외관은 한 끝단에 스템을 봉해 막은 것에 한정하지 않고, 스템을 사용하지 않고 핀치시일한 것이라도 좋고, 또 한 끝단을 봉해 막음에 한하지 않고 외관이 양 끝단을 봉해 막고, 양 끝단으로부터 발광관에 급전시키도록 한 것이라고 지장없다.

또한, 조명기구의 구성도 실시의 형태의 것에 한하지 않고, 다른 구성이라도 좋다.

본 발명의 제1실시형태에 제4실시형태에 의하면, 서로의 발광관의 끝단부에서 교차 혹은 근접시킨 구성으로 하고 있으므로, 발광량이 높은 중앙부를 가리지 않고, 소등하고 있는 발광관이 가려서 만드는 그림자의 면적을 작게할 수 있다. 따라서, 점등시에 램프로부터의 배광불균일의 발생을 저감할 수 있음과 동시에 광속의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 제5의 실시형태에 의하면, 시동전압을 저하시킬 수 있고, 용이하게 시동시킬 수 있다.

본 발명의 제6의 실시형태에 의하면, 시동기 내장형의 방전램프로서 시동기가 외관내에 있으므로 점등회로장치를 간소화 할 수 있다.

본 발명의 제7의 실시형태에 의하면, 시동을 하나의 시동기로 하게 할 수 있고, 부품전수가 줄어서 코스트저감을 할 수 있음과 동시에 2개의 발광관을 선택적으로 동등한 비율의 확률로 점등시킬 수 있고, 터널이나 도로조명등에 있어서 소등시간을 단축화하여서 안정성의 향상을 도모할 수 있는 램프를 제공할 수 있다.

본 발명의 제8의 실시형태에 의하면 경관조명이나 무대조명등의 조명효과를 노리는데에 적합한, 1개의 램프로 복수 종류의 발광색, 밝기등을 변화할 수 있는 램프를 제공할 수 있다.

본 발명의 제9 내지 제12실시형태에 의하면, 상기 램프의 어느 한편의 발광관을 같은 확률로 안정하게 점등시킬 수 있다.

본 발명의 제13실시형태에 의하면, 조명기구에 적용하여서 상기 제1 내지 제12 실시형태에 의한 효과를 나타낸다.

Claims (6)

1. 외관과; 이 외관내에서 상호간의 적어도 한쪽의 끝단부가 근접되고 중간부에서 상기 끝단부 사이보다 떨어지도록 나란하게 설치된 2개의 발광관을 구비하고 있는 특징으로 하는 고압방전램프.
2. 외관과; 이 외관내에 수용되고, 방전매체가 봉해 넣어진 제1의 발광관과; 외관내에 제1의 발광관과 한끝단쪽이 근접해서 수용되고, 방전매체가 봉해 넣어짐과 동시에, 외관의 관축을 중심축으로 하여 회전하여 보았을 때, 제1의 발광관과 겹치는 부분에 상당하는 투영면적이 제1의 발광관 자체의 최대투영 면적의 10~50%의 범위가 되도록 배열설치된 제2의 발광관을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고압방전램프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 발광관의 근접부는, 서로 다른쪽의 발광관의 전극 앞끝단부보다 돌출해 있지 않은 위치에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 고압방전램프.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 발광관에 근접도체가 부설되어 있음과 동시에 외관내에는 발광관과 병렬접속된 시동기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고압방전램프.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외관내의 2개의 발광관이 같은 품종인 것을 특징으로 하는 고압방전램프.
6. 기구본체와; 이 기구본체에 수납된 특허청구의 범위 제1항에 기재한 2개의 발광관을 외관내에 가진 고압방전램프를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 조명기구.