KR100349732B1

KR100349732B1 - 방전관

Info

Publication number: KR100349732B1
Application number: KR1019980011235A
Authority: KR
Inventors: 까즈히꼬 마찌다
Original assignee: 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2002-12-28
Also published as: EP0869529A2; US6025672A; DE69814728D1; EP0869529B1; EP0869529A3; KR19980080930A; DE69814728T2; JPH10335042A

Abstract

본 발명은 상부 방전 전극 및 하부 방전 전극에서 방전시에 발생되는 스퍼터(sputter)물질에 의해서, 방전 트리거선 사이의 전기적 절연성이 열화하지 않는 방전관을 얻음을 과제로 한다. 해결 수단은 기밀통(10)의 내주벽의 중앙부에 서브 방전 트리거선(50)을, 상부 방전 전극 및 하부 방전 전극과 전기적으로 절연시킨 상태에서 형성한다. 이와 동시에 상부 방전 전극과 하부 방전 전극에서 방전시에 발생되는 스퍼터 물질(40)이 부착될 염려가 없는 기밀통(10)의 내주벽의 상부와 그 하부에, 상부 방전 전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선(30a)과 하부 방전 전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선(30a)을 형성한다. 그리고 서브 방전 트리거선(50)을 거쳐서, 방전 트리거선(30a, 30b)의 단부 사이의 거리를 전기적으로 접근 시킨 상태로 한다. 그리고 방전 트리거선(30a, 30b)의 선단과 그 가까이의 서브 방전 트리거선(50)의 단부 사이에, 초기 방전을 조기에 안정시켜 발생시킨다.

Description

방전관

본 발명은 절연체로 이루어진 기밀통 내의 축방향으로 한 쌍의 상부 방전전극과 하부 방전전극이 상하로 대향하여 배치되는 방전관에 관한 것이다.

메탈 할라이드 램프 점등용의 스위칭·스파크·갭(Switching Spark Gap: SSG), 서지(SURGE) 전압 방지용의 어레스터(ARRESTER) 등에 사용되는 방전관으로서 도 14에 나타낸 바와 같은 방전관이 있다.

이 방전관은 세라믹 등의 절연체로 형성된 기밀통(10) 내의 축방향으로 42 합금(철-니켈 합금) 등의 금속으로 이루어진 원주 형상의 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)이 상하 대향하여 배치되어 있다. 그리고, 그 상부 방전전극(20a)과 하부 방전 전극(20b)이 대향하는 선단면 사이에 방전을 발생시키는 소정 폭의 공극으로 이루어진 방전 갭이 형성되어 있다.

기밀통(10)의 상하 개구단은 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)에 형성된 42 합금 등의 금속으로 이루어진 덮개(22a, 22b)로 기밀하게 덮여 있다. 덮개(22a, 22b)는 기밀통(10) 상하의 개구 단면에 형성된 메탈라이즈층(12a, 12b)에 각각 납땜(hard soldering) 등에 의해서 기밀하게 접합되어 있다.

기밀통(10) 내주벽에는 기밀통(10)의 축과 평행한 방향으로, 카본으로 이루어진 가는 띠 형상의 복수개의 방전 트리거선(30a, 30b)이 소정 피치로 횡방향으로 나란하게 형성되어 있다.

구체적으로는 도 15에 그 전개도를 나타낸 바와 같이, 기밀통(10)의 내주벽 상부에, 상부 방전전극(20a)에 메탈라이즈층(12a)을 통하여 전기적으로 접속된 방전 트리거선(30a)이 있고, 그 하단은 기밀통(10)의 내주벽의 중앙부를 횡단하는 방전 트리거선(30a)이 복수개 횡방향으로 나란하게 형성되어 있다. 또 기밀통(10)의 내주벽의 하부에, 하부 방전전극(20b)에 메탈라이즈층(12b)을 통하여 전기적으로 접속된 방전 트리거선(30b)이 있고, 그 상단은 기밀통(10)의 내주벽의 중앙부를 횡단하는 방전 트리거선(30b)이 복수개 횡방향으로 나란하게 형성되어 있다. 방전 트리거선(30a, 30b)은 기밀통(10)의 내주벽의 횡방향으로 교호로 복수개 나란하게 배치되어 있다.

도 14 및 도 15에 나타낸 방전관은 이상과 같이 구성되어 있다. 이 방전관에서는 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)에 형성된 덮개(22a, 22b) 사이에 소정치 이상의 전압을 인가함으로써 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이에 방전을 발생시킬 수 있다.

이 때에는 기밀통(10)의 내주벽에 형성된 방전 트리거선(30a, 30b)의 단부 사이에 초기 방전을 조기에 발생시킬 수 있다. 그리고 , 이 방전 트리거선(30a,30b)의 단부 사이에 발생시킨 초기 방전에 의해서 상부 방전전극(20a)과 하부 방전 전극(20b) 선단면 사이에 방전 응답 속도를 빠르게 유발시킬 수 있다.

그러나, 상기 방전관에서는 그 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이에 방전을 발생시킬 때에 상부 방전전극(20a) 및 하부 방전전극(20b)을 형성하고 있는 금속의 일부가 분말상의 스퍼터 물질(40)로 되어, 그 주위에 비산되었다. 그리고, 그 스퍼터 물질(40)이 도15에 나타낸 바와 같이 기밀통(10)의 내주벽 중앙부의 횡방향으로 띠 형상으로 부착되었다. 그 스퍼터 물질(40)을 통하여 기밀통(10)의 내주벽에 형성된 방전 트리거선(30a, 30b) 사이의 전기적 절연성이 열화되어 버린다. 그리고, 방전 트리거선(30a, 30b)의 단부 사이에 초기 방전을 장기에 걸쳐서 확실하게 발생시킬 수 없게 된다.

이와 같은 방전 트리거선(30a, 30b) 사이의 전기적 절연 열화를 방지하기 위해서 도 16에 나타낸 바와 같이 기밀통(10)의 내주벽의 상단에 가깝게, 상부 방전 전극(20a)에 전기적으로 접속된 방전 트리거선(30a), 또 기밀통(10)의 내주벽의 하단에 가깝게 하부 방전전극(20b)에 전기적으로 접속된 방전 트리거선(30b)을 짧은 길이로 형성하는 방법이 고려된다.

이 방법에 의하면, 상부 방전전극(20a) 및 하부 방전전극(20b)으로부터 비산하는 스퍼터 물질(40)이 부착하는 기밀통(10)의 내주벽의 중앙부로부터 벗어난 기밀통(10)의 내주벽의 상단과 그 하단 가까이에 방전 트리거선(30a, 30b)을 위치시킬 수 있다. 그리고, 기밀통(10)의 내주벽 중앙부의 횡방향으로 띠 형상으로 부착되는 스퍼터 물질(40)에 의해서 방전 트리거선(30a, 30b) 사이의 전기적 절연성이 열화하는 것을 방지할 수 있다.

그러나, 이와 같은 경우에는 그 방전 트리거선(30a, 30b)의 단부 사이의 거리가 길어지게 된다. 따라서, 그 방전 트리거선(30a, 30b)의 단부 사이에 초기 방전을 조기에 안정하게 발생시킬 수 없게 된다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로 상부 및 하부 방전전극의 선단면(先端面) 사이에 방전을 응답 속도를 빠르게 발생시킬 수 있고, 또 방전 트리거선 사이의 전기적 절연성이 열화하지 않는 방전관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

도 2는 본 발명의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

도 3은 본 발명의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

도 4는 본 발명의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

도 5는 본 발명의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

도 6은 본 발명의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

도 7은 본 발명의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

도 8은 본 발명의 방전관의 정면 단면도.

도 9는 본 발명의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

도 10은 본 발명의 방전관의 실험 데이터를 나타내는 도면.

도 11은 방전관의 실험 데이터를 나타내는 도면.

도 12는 본 발명의 방전관의 정면 단면도.

도 13은 본 발명의 방전관의 기밀통 내주벽 전개도.

도 14는 종래의 방전관의 정면 단면도.

도 15는 종래의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

도 16은 종래의 방전관의 기밀통의 내주벽 전개도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

10: 기밀통 12a, 12b: 메탈라이즈층

20a: 상부 방전전극 20b: 하부 방전전극

22a, 22b: 덮개 30a, 30b: 방전 트리거선

40: 스퍼터 물질 50: 서브 방전 트리거선

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 방전관은, 절연체로 이루어진 기밀통 내의 축방향으로 상부 방전전극과 하부 방전전극이 상하로 대향하여 배치되고, 상기 상부 방전전극과 하부 방전전극에 부착된 덮개에 의해서 상기 기밀통의 상단과 그 하단의 개구부가 기밀하게 덮이며, 상기 기밀통의 내주벽에 방전 트리거선이 배치되어 구성된 방전관으로서,

상기 기밀통의 내주벽의 중앙부에 서브 방전 트리거선을, 상기 상부 방전전극 및 하부 방전전극과 전기적으로 절연시킨 상태로 형성함과 동시에, 상기 기밀통의 내주벽의 상부에 상기 상부 방전전극과 전기적으로 접속된 방전 트리거선 및 상기 기밀통의 내주벽의 하부에 상기 하부 방전전극과 전기적으로 접속된 방전 트리거선을, 이들 각 방전 트리거선과 이에 이웃하는 상기 각 서브 방전 트리거선 사이의 거리가 균등하게 되도록 형성한 것을 특징으로 하고 있다.

이 방전관에 있어서는, 상부 방전전극 및 하부 방전전극으로부터 방전시에 발생되는 스퍼터 물질이 부착되기 어렵거나 또는 부착되지 않는 기밀통의 내주벽의 상부와 그 하부에 상부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선과, 하부 방전 전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선을 형성하고 있다.

이 때문에 상부 방전전극 및 하부 방전전극으부터 방전시에 발생되어 기밀통의 내주벽 중앙부의 횡방향으로 띠 형상으로 부착되는 스퍼터 물질에 의해서 기밀통의 내주벽의 상부와 그 하부에 형성된 방전 트리거선 사이의 전기적 절연성이 거의 열화되지 않고 그 방전 트리거선 사이의 전기적 절연성이 열화되지 않는다.

또 기밀통의 내주벽의 중앙부에 서브 방전 트리거선을 형성하기 때문에 그 서브 방전 트리거선을 통하여, 기밀통의 내주벽의 상부와 하부에 형성된 방전 트리거선의 단부 사이의 거리가 전기적으로 접근한 상태가 된다. 그리고 그 서브 방전 트리거선과 그에 인접하는 방전 트리거선의 단부 사이에서 초기 방전이 조기에 안정하게 발생된다. 그리고 그 초기 방전에 촉발되어, 상부 방전전극과 하부 방전전극의 선단면 사이에서 방전이 빠른 응답 속도로 확실히 유발된다.

또, 각 방전 트리거선과 이에 이웃하는 각 서브 방전 트리거선의 사이의 거리를 균등하게 하고 있기 때문에, 그 각 방전 트리거선과 그 가까이의 각 서브 방전 트리거선의 단부 사이에 초기 방전을 동시에 균등하게 발생시킬 수 있다. 그리고, 기밀통의 내주벽에 형성된 일부의 방전 트리거선과 서브 방전 트리거선의 단부 사이에만 초기 방전이 발생하여, 그 일부의 방전 트리거선과 서브 방전 트리거선은다른 방전 트리거선이나 서브 방전 트리거선에 비해서 조기에 멸실되는 것을 방지될 수 있다.

또 방전 트리거선이 기밀통의 내주벽의 상부 또는 하부로부터 그 중앙 방향으로 뻗어 있고, 초기 방전을 발생시키는 서브 방전 트리거선과 방전 트리거선의 단부 사이의 위치가, 방전을 발생시키는 상부 방전전극과 하부 방전전극의 선단면에 근접하여 있기 때문에, 상부 방전전극과 하부 방전전극의 선단면으로부터 이격되어 있는 기밀통의 상부 또는 하부에 위치하는 방전 트리거선의 단부 사이에서 초기 방전을 발생시키는 방전관에 비해서, 그 서브 방전 트리거선과 방전 트리거선의 단부 사이에서 발생되는 초기 방전 때문에, 이에 인접하는 상부 방전전극과 하부 방전전극의 선단면 사이에서의 방전이 빠른 응답 속도로 확실하게 유발될 수 있다.

또 선상의 방전 트리거선과 선상의 서브 방전 트리거선의 단부 사이에 초기 방전을 발생시키기 위해서, 그 방전 트리거선과 서브 방전 트리거선의 단부에 초기 방전을 유발하기 위한 연면(沿面) 코로나 방전용의 전자를 효율 좋게 수렴시킬 수 있다. 따라서, 그 방전 트리거선과 서브 방전 트리거선의 단부 사이에서의 초기 방전을 조기에 안정하게 발생시킬 수 있다.

본 발명의 방전관에 있어서는, 상기 기밀통의 축에 직각인 횡방향에서 보아 상기 서브 방전 트리거선의 단부가 상기 방전 트리거선의 선단과 겹치도록, 상기 서브 방전 트리거선을 상기 기밀통의 내주벽의 중앙부에 형성하는 것이 바람직하다.

이 방전관에서는 기밀통의 축에 대해서 직각인 횡방향에서 보아, 서로 소정폭으로 겹치는 서브 방전 트리거선의 단부측 가장자리와 방전 트리거선의 선단측 가장자리 사이에 초기 방전을 폭이 넓게 발생시킬 수 있다. 그리고 서브 방전 트리거선의 폭이 좁은 선단 가장자리와 방전 트리거선의 폭이 좁은 선단 가장자리 사이에 초기 방전을 발생시키는 경우에 비해서 서브 방전 트리거선과 방전 트리거선의 사이에서의 초기 방전을 안정하게 발생시킬 수 있다. 이와 동시에 서브 방전 트리거선의 폭이 좁은 선단 가장자리와 방전 트리거선의 폭이 좁은 선단 가장자리가 초기 방전의 영향을 받아서 조기에 멸실되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 방전관에 있어서는, 복수의 서브 방전 트리거선을 상기 기밀통의 내주벽에 등간격으로 나란히 배치함과 동시에, 상기 각 서브 방전 트리거선 사이에 위치하는 기밀통의 내주벽 부분에 상기 방전 트리거선을 규칙적으로 배치하거나, 또는 상기 방전 트리거선 및/또는 상기 서브 방전 트리거선을 상기 기밀통의 축과 평행하게 배치하거나, 또는 상기 방전 트리거선 및/또는 상기 서브 방전 트리거선을 상기 기밀통의 축에 대해서 경사지게 배치한 구조로 하는 것이 바람직하다.

이들의 방전관에서는 초기 방전을 발생시키는 복수개의 서브 방전 트리거선과 복수개의 방전 트리거선을 기밀통의 내주벽에 일정한 규칙성을 갖게 하여, 기밀통의 축과 평행한 방향 또는 기밀통의 축에 대해서 경사진 방향 등으로 형성할 수 있다.

본 발명의 방전관에 있어서는, 상기 각 방전 트리거선을 동일 형상을 한 동일 크기로 형성함과 동시에, 상기 각 서브 방전 트리거선을 동일 형상을 한 동일 크기로 형성한 구조로 하는 것이 바람직하다.

이 방전관에서는 각 방전 트리거선이 동일 형상을 한 동일 크기를 하고 있는 동시에, 각 서브 방전 트리거선이 동일 형상을 한 동일 크기를 하고 있기 때문에, 그 각 방전 트리거선과 그에 가까운 각 서브 방전 트리거선의 사이에 발생하는 초기 방전에 의해서 일부의 방전 트리거선이나 서브 방전 트리거선이 다른 방전 트리거선이나 서브 방전 트리거선에 비해서 조기에 멸실하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 방전관에서는, 상기 상부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선과 상기 하부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선을, 상기 기밀통의 내주벽에 교호로 나란하게 형성하거나, 또는 상기 상부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선과 상기 하부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선을, 기밀통의 내주벽에 대향하여 배치한 구조로 하는 것이 바람직하다.

이 방전관에서는 서브 방전 트리거선 사이에 위치하는 기밀통의 내주벽 부분에 상부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선 및/또는 하부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선을 배치할 수 있다. 그리고 이 방전 트리거선과 이에 이웃하는 서브 방전 트리거선의 단부 사이에 초기 방전을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 방전관에서는, 상기 기밀통의 상하 방향의 길이를 A라 하고, 상기 상부 방전전극과 상기 하부 방전전극의 선단면 사이의 방전 갭을 B라 하고, 상기 서브 방전 트리거선의 상단과 이에 대향하는 상기 기밀통의 상단 가장자리 사이의 거리 및 상기 서브 방전 트리거선의 하단과 이에 대향하는 상기 기밀통의 하단 가장자리 사이의 거리를 H라 할 때, 이들 사이에 B/2 ≤H ≤(A-B)/2의 관계가 성립하는 구조로 하는 것이 바람직하다.

이 방전관에서는 그 상부 방전전극과 하부 방전전극의 선단면 사이에 발생시키는 초회의 방전 개시 전압을, 동일한 상부 방전전극과 하부 방전전극의 선단면 사이에 발생시키는 다음회 이후의 방전 개시 전압과 대략 동일하게 할 수 있다.

본 발명의 방전관에서는, 상기 기밀통의 축에 대해서 직각인 횡방향에서 보아 상기 기밀통의 내주벽의 상부에 형성된 방전 트리거선의 하단을 상기 상부 방전전극의 선단면과 동일 위치나 그보다 위쪽에 위치시킴과 동시에, 상기 기밀통의 축에 대해서 직각인 횡방향에서 보아 상기 기밀통의 내주벽의 하부에 형성된 방전 트리거선의 상단을 상기 하부 방전전극의 선단면과 동일한 위치나 그보다 아래쪽에 위치시킨 구조로 하는 것이 바람직하다.

이 방전관에서는, 방전면을 형성하기 위한 도포제가 도포되는 등의 상부 방전전극과 하부 방전전극의 선단면에서 방전시에 발생되는 금속 등으로 이루어진 분말상의 스퍼터 물질이 띠 형상으로 부착하는 기밀통의 내주벽 부분을 피하여 방전 트리거선을 기밀통의 내주벽의 상부와 하부에 형성할 수 있다. 그리고 상기 스퍼터 물질에 의해서 기밀통의 내주벽의 상부와 그 하부에 형성된 방전 트리거선 사이의 전기적 절연성이 열화하는 것을 방지할 수 있다.

(발명의 실시형태)

다음에 본 발명의 실시형태를 도면에 따라서 설명한다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 방전관의 바람직한 실시 형태를 나타내며, 도 1 내지 도 7은 기밀통의 내주벽의 전개도이다. 이하에 이 방전관을 설명한다.

도면의 방전관에서는 기밀통(10)의 내주벽의 중앙부에 카본으로 이루어진 가는 띠 형상의 서브 방전 트리거선(50)을 등간격으로 복수개 횡방향으로 나란히 형성하고 있다.

도 1, 도 2 및 도 7에 나타낸 방전관에서는 복수개의 서브 방전 트리거선(50)을 기밀통(10)의 축과 평행한 방향으로 형성하고 있다.

도 3, 도 4, 도 5 및 도 6에 나타낸 방전관에서는 복수개의 서브 방전 트리거선(50)을 기밀통(10)의 축에 대해서 경사진 방향으로 형성하고 있다.

상부 방전전극(20a) 및 하부 방전전극(20b)에서 방전 시에 발생되는 스퍼터 물질(40)이 부착하기 어렵거나 또는 부착되지 않는다. 기밀통(10)의 내주벽의 상부에는 기밀통(10) 상단의 개구 단면에 형성된 메탈라이즈층(12a)으로 이어지는 카본으로 이루어진 가는 띠 형상의 트리거선(30a)을 복수개 횡방향으로 나란하게 형성하고 있다. 또 상부 방전전극(20a) 및 하부 방전전극(20b)에서 방전시에 발생되는 스퍼터 물질(40)이 부착하기 어렵거나 또는 부착되지 않는 기밀통(10)의 내주벽의 하부에는 기밀통(10)의 하단의 개구단면에 형성된 메탈라이즈층(12b)으로 이어 지는 카본으로 이루어진 가는 띠 형상의 트리거선(30b)을 복수개 횡방향으로 나란하게 형성하고 있다. 복수개의 방전 트리거선(30a, 30b)과 복수개의 서브 방전 트리거선(50)은 이들의 각 방전 트리거선(30a, 30b)과 그에 이웃하는 각 서브 방전 트리거선(50)의 사이의 거리가 균등하게 되도록 일정한 규칙성을 갖도록 배치되어 있다.

구체적으로는 도 1에 나타낸 방전관에서는, 방전 트리거선(30a, 30b)을 기밀통(10)의 내주벽에 교호로 횡방향으로 나란하게 형성하고 있다. 방전트리거선(30a, 30b)은 서브 방전 트리거선(50) 사이에 위치하는 기밀통(10)의 내주벽 부분의 중간에 배치되어 있다.

도 2에 나타낸 방전관에서는, 방전 트리거선(30a, 30b)을 기밀통(10)의 내주벽에 상하로 대향시켜 횡방향으로 나란하게 형성하고 있다. 방전 트리거선(30a, 30b)은 서브 방전 트리거선(50) 사이에 위치하는 기밀통(10)의 내주벽 부분의 중간에 배치하고 있다.

도3에 나타낸 방전관에서는, 방전 트리거선(30a, 30b)을 기밀통(10)의 내주벽에 교호로 횡방향으로 나란하게 형성하고 있다. 방전 트리거선(30a, 30b)은 서브 방전 트리거선(50)의 단부 가까이의 기밀통(10)의 내주벽 부분에 배치하고 있다.

도 4에 나타낸 방전관에서는 방전 트리거선(30a, 30b)을 기밀통(10)의 내주벽에 교호로 횡방향으로 나란하게 형성하고 있다. 방전 트리거선(30a, 30b)은 서브 방전 트리거선(50)의 단부 가까이의 기밀통(10)의 내주벽 부분에 배치되어 있다.

도 5에 나타낸 방전관에서는 방전 트리거선(30a, 30b)을 기밀통(10)의 내주벽에 경사지게 상하로 대략 대향시켜 횡방향으로 나란하게 형성되어 있다. 방전 트리거선(30a, 30b)은 서브 방전 트리거선(50) 사이에 위치하는 기밀통(10)의 내주벽 부분의 중간에 배치하고 있다.

도 6에 나타낸 방전관에서는 방전 트리거선(30a, 30b)을 기밀통(10)의 내주벽에 교호로 횡방향으로 나란하게 형성하고 있다. 방전 트리거선(30a, 30b)은 서브 방전 트리거선(50)의 단부 가까이의 기밀통(10)의 내주벽 부분에 배치되어 있다.

도 7에 나타낸 방전관에서는 방전 트리거선(30a, 30b)을 기밀통(10)의 내주벽에 경사지게 상하로 대략 대향시켜 횡방향으로 나란하게 형성되어 있다. 방전 트리거선(30a, 30b)은 서브 방전 트리거선(50)의 단부 가까이의 기밀통(10)의 내주벽 부분에 배치되어 있다.

더욱이, 도 1 내지 도 7에 나타낸 방전관에 있어서는 서브 방전 트리거선(50)의 단부가, 기밀통(10)의 축에 대해서 직각인 횡방향에서 보아, 방전 트리거선(30a, 30b)의 선단과 소정폭으로 겹쳐지도록 서브 방전 트리거선(50)을 기밀통(10) 내주벽의 중앙부의 상하 방향 또는 경사 상하 방향으로 길게 형성되어 있다.

또 각 방전 트리거선(30a, 30b)이 동일 폭의 동일 길이로 형성되어 있다.

이와 동시에 각 서브 방전 트리거선(50)을 동일 폭의 동일 길이로 형성하고 있다. 환언하면, 각 방전 트리거선(30a, 30b)을 동일 형상을 한 동일 크기로 형성하고 있다. 이와 동시에 각 서브 방전 트리거선(50)을 동일 형상을 한 동일 크기로 형성하고 있다.

그 외에는 도 14 내지 도 15에 나타낸 방전관과 동일하게 구성하고 있다. 이 방전관에 있어서는 상부 방전전극(20a) 및 하부 방전전극(20b)에서 방전시에 발생시켜 기밀통(10)의 내주벽의 중앙부에 부착하는 스퍼터 물질(40)에 의해서 기밀통(10)의 내주벽의 상부와 그 하부에 형성된 방전 트리거선(30a, 30b) 사이의 전기적 절연성이 열화하기 어렵다든지, 그 방전 트리거선(30a, 30b) 사이의 전기적인 절연성이 열화하지 않는다든지 한다.

또 기밀통(10)의 내주벽의 중앙부에 형성된 서브 방전 트리거선(50)을 통하여 기밀통(10)의 내주벽의 상부 및 그 하부에 형성된 방전 트리거선(30a, 30b)의 단부 사이의 거리가 전기적으로 접근한 상태가 된다. 그리고, 이 서브 방전 트리거선(50)과 그에 이웃하는 방전 트리거선(30a, 30b)의 단부 사이에 초기 방전이 조기에 안정하게 발생한다. 그리고 그 초기 방전으로 촉발되어 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면간의 방전이 응답 속도 빠르게 확실하게 유발된다.

또 초기 방전을 발생시키는 서브 방전 트리거선(50)과, 방전 트리거선(30a, 30b)의 단부 사이의 위치가 방전을 발생시키는 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면에 근접하기 때문에, 그 서브 방전 트리거선(50)과 방전 트리거선(30a, 30b)의 단부 사이에 발생하는 초기 방전에 의해서 그 가까이의 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이에 방전이 응답속도 빠르게 확실하게 유발된다.

또 가는 띠 형상의 방전 트리거선(30a, 30b)과 그에 이웃하는 가는 띠 형상의 서브 방전 트리거선(50)의 단부 사이에 초기 방전을 발생시키기 위해서, 그 방전 트리거선(30a, 30b)과 서브 방전 트리거선(50)의 단부에 초기 방전을 발생시키기 위한 연면 코로나 방전용의 전자가 효율 좋게 수렴한다. 그리고 그 방전 트리거선(30a, 30b)과 서브 방전 트리거선(50)의 단부 사이에 초기 방전이 조기에 안정하게 발생한다.

또 각 방전 트리거선(30a, 30b)과 그에 이웃하는 각 서브 방전 트리거선(50)과의 사이의 거리가 균등하게 되도록 복수개의 방전 트리거선(30a, 30b)과 복수개의 서브 방전 트리거선(50)이 배치되어 있기 때문에, 각 방전 트리거선(30a, 30b)과 그에 이웃하는 각 서브 방전 트리거선(50)의 단부 사이에 초기 방전이 동시에 균등하게 발생하다. 그리고 기밀통(10)의 내주벽에 형성된 일부의 방전 트리거선(30a, 30b)과 서브 방전 트리거선(50)의 단부 사이에만 초기 방전이 발생하고, 그 일부의 방전 트리거선(30a, 30b)과 서브 방전 트리거선(50)이 다른 방전 트리거선(30a, 30b)이나 서브 방전 트리거선(50)에 비해서 조기에 멸실됨이 방지된다.

또 기밀통(10)의 축에 대해서 직각인 횡방향에서 보아 서로 소정 폭으로 겹치는 서브 방전 트리거선(50)의 단부측 가장자리와 방전 트리거선(30a, 30b)의 선단측 가장자리의 사이에 초기 방전이 안정하고도 폭 넓게 발생한다. 그리고 서브 방전 트리거선(50)의 폭이 좁은 단부측 가장자리와 방전 트리거선(30a, 30b)의 폭이 좁은 선단 가장자리가 초기 방전의 영향을 받아, 조기에 멸실하는 것이 방지된다.

또 각 방전 트리거선(30a, 30b)이 동일 형상을 한 동일 크기를 하고 있는 동시에, 각 서브 방전 트리거선(50)이 동일 형상을 한 동일 크기를 하고 있기 때문에, 각 방전 트리거선(30a, 30b)과 각 서브 방전 트리거선(50)의 단부 사이에 발생하는 초기 방전에 의해서 일부의 방전 트리거선(30a, 30b)이나 서브 방전 트리거선(50)이 다른 방전 트리거선(30a, 30b)이나 서브 방전 트리거선(50)에 비해서 조기에 멸실함이 방지된다. 그래서 방전관의 수명이 단축되는 것이 방지된다.

도 8과 도 9는 본 발명의 방전관의 다른 바람직한 실시 형태를 나타내고, 도 8은 그 정면 단면도이고, 도 9는 그 기밀통의 내주벽의 전개도이다. 이하에 이 방전관을 설명한다.

도면의 방전관에서는 기밀통(10)의 상하 방향의 길이(A)와 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이의 방전 갭(B)과 서브 방전 트리거선(50)의 상단과 이에 대향하는 기밀통(10)의 상단 가장자리 사이의 거리(H) 및 서브 방전 트리서선(50)의 하단과 이에 대향하는 기밀통(10)의 하단 가장자리의 사이의 거리(H) 관계를 B/2 ≤H ≤(A-B)/2로 하고 있다. 이 관계식은 발명자가 각종 형상의 방전관의 시작품을 사용하여 다수회 행한 실험 데이터로부터 도출된 것이다.

그 이외에는 도 1 내지 도 7에 나타낸 방전관과 동일한 구성으로 되어 있다. 이 방전관에 있어서는 도 10에 그 실험 데이터를 나타낸 바와 같이 그 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이에 발생시키는 초회의 방전 개시 전압(V0)을 동일한 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이에 발생시키는 다음회 이후의 방전 개시 전압(V1, V2, V3 …)과 대략 동일하게 할 수 있다. 그리고, 그 방전관을 이용하여 점등하는 메탈 할라이드 램프의 수명을 연장할 수 있다.

도 10의 방전관의 실험 데이터에서는 그 종축이 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 사이에 발생하는 방전 전압(V)을 나타내고, 그 종축의 1눈금의 폭을 -200V로 하고 있다. 또 횡축은 시간(t)을 나타내고, 그 횡축의 1 눈금의 폭을 50msec로 하고 있다. 도 10의 방전관의 실험 데이터를 얻을 때에는 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 사이에 반복해서 가하는 방전용의 인가 전압의 펄스폭을 7.5msec로 하였다.

이에 대해서 도 11에 나타낸 실험 데이터에 사용된 방전관에서는 그 기밀통(10)의 상하 방향의 길이(A)와 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이의 방전갭(B)과, 서브 방전 트리거선(50)의 상단과 이것에 대향하는 기밀통(10)의 상단 가장자리의 사이의 거리(H) 및 서브 방전 트리거선(50)의 하단과 이에 대향하는 기밀통(10)의 하단 가장자리의 사이의 거리(H) 관계를 H〈 B/2, 또는 H 〉(A-B)/2로 했다. 도 11의 방전관의 실험 데이터에서는 그 종축이 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 사이에 발생하는 방전 전압(V)을 나타내고, 그 종축의 1 눈금폭을 -200V로 하고 있다. 또 그 횡축이 시간(t)을 나타내고, 그 횡축의 1 눈금폭을 50msec로 하고 있다. 도 11의 방전관의 실험 데이터를 얻을 때에는 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b) 사이에서 반복하여 가한 방전용의 인가 전압의 펄스폭을 7.5msec로 했다.

도 10에 나타낸 방전관의 실험 데이터에서 명백한 바와 같이, B/2 ≤H ≤(A-B)/2의 관계식이 성립되도록, 서브 방전 트리거선(50)을 기밀통(10)의 내주벽에 형성하면, 그 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이에 발생하는 초회의 방전 개시 전압(V0)을 동일한 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이에 발생하는 다음회 이후의 방전 개시 전압(V1, V2, V3 …)과 대략 동일하게 할 수 있음이 판명되었다.

이것에 대해서 도 11에 나타낸 방전관의 실험 데이터에서 명백히 알 수 있는 바와 같이 B/2 ≤H ≤(A-B)/2의 관계식이 성립하지 않도록 서브 방전 트리거선(50)을 기밀통(10)의 내주벽에 형성한 경우에는, 그 상부 방전전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이에 발생하는 초회의 방전 개시 전압(V0)이 동일한 상부 방전 전극(20a)과 하부 방전전극(20b)의 선단면 사이에 발생하는 다음회 이후의 방전 개시 전압(V1, V2, V3 …)에 비해서 대폭 증대하고 있음이 판명되었다.

도 12와 도 13은 본 발명의 방전관 중 하나의 바람직한 실시 형태를 나타내고, 도 12는 그 정면 단면도이고, 도 13은 그 기밀통의 내주벽의 전개도이다. 이하에 이 방전관을 설명한다.

도면의 방전관에 있어서는 기밀통(10)의 내주벽의 상부에 형성된 방전 트리거선(30a)의 하단을 기밀통(10)의 축에 대해서 직각인 횡방향에서 보아 상부 방전 전극(20a)의 선단면과 동일한 위치가 그보다 위쪽에 위치시키고 있다. 이와 동시에 기밀통(10)의 내주벽의 하부에 형성한 방전 트리거선(30b)의 상단을 기밀통(10)의 축에 대해서 직각인 횡방향에서 보아 하부 방전전극(20b)의 선단면과 동일한 위치나 그보다 아랫쪽에 위치시키고 있다.

그 이외에는 도 1 내지 도 7 또는 도 9에 나타낸 방전관과 동일하게 구성되어 있다. 구체적으로는 도 12와 도13에 예로서 나타낸 방전관에서는 도 9에 나타낸 방전관과 대략 동일하게 구성되어 있다. 이 방전관에 있어서는 방전을 조기에 안정하게 발생시키기 위한 방전면 형성용의 도포제가 도포된 상부 방전전극(20a)과하부 방전전극(20b)의 선단면에서 방전시에 발생하는 금속 등으로 이루어진 분말상 스퍼터 물질(40)이 띠 형상으로 부착하는 기밀통(10)의 내주벽 부분을 피하여, 방전 트리거선(30a, 30b)을 기밀통(10)의 내주벽의 상부와 그 하부에 형성하고 있다. 환언하면, 상부 방전전극(20a)의 하단을 상기 스퍼터 물질(40)이 띠 형상으로 부착하는 기밀통(10)의 내주벽 부분의 상단의 경계선(10a)이고, 기밀통(10)의 축에 대해서 직각인 횡방향에서 보아, 상부 방전전극(20a)의 상단면과 동일한 높이의 위치에 있는 상단의 경계선(10a)과 동일한 위치가 그보다 위쪽에 위치시키고 있다. 이와 동시에 하부 방전전극(20b)의 상단을 상기 스퍼터 물질(40)이 띠 형상으로 부착하는 기밀통(10)의 내주벽 부분의 하단의 경계선(10b)으로서 기밀통(10)의 축에 대해서 직각인 횡방향에서 보아, 하부 방전전극(20b)의 선단면과 동일한 높이의 위치에 있는 하단의 경계선(10b)과 동일한 위치가 그보다 아래쪽에 위치시키고 있다. 이 때문에 상기 스퍼터 물질(40)에 의해서 기밀통(10)의 내주벽의 상부와 그 하부에 형성된 방전 트리거선(30a, 30b) 사이의 전기적 절연성이 열화하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또 상술한 방전관에서는 각 서브 방전 트리거선(50) 사이에 위치하는 기밀통(10)의 내주벽 부분에 방전 트리거선(30a) 및/또는 방전 트리거선(30b)을 2개 이상씩 나란하게 형성하거나 또는 2개 이상씩 대향시켜 나란하게 형성하여도 좋다. 그리고, 이와 같이 해도 상술한 방전관과 동일한 방전 트리거선(30a, 30b) 사이의 전기적 절연성이 열화할 우려가 없고, 방전의 응답 속도가 빠른 방전관을 제공할 수 있다.

또 각 방전 트리거선(30a, 30b)를 동일 형상을 한 동일 크기로 형성하거나 각 서브 방전 트리거선(50)을 동일 형상으로 한 동일 크기로 형성하거나 하지 않고, 그 대신에 초기 방전을 발생시키는 각 방전 트리거선(30a, 30b)의 선단이나 각 서브 방전 트리거선(50)의 단부를 조기에 멸실하지 않도록 폭 넓게 형성해도 좋다. 그리고 이와 같이 해도 상술한 방전관과 동일한 긴 수명의 방전관을 제공할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 방전관에 의하면, 초기 방전을 발생시키는 방전 트리거선 사이의 전기적 절연성이, 상부 방전전극과 하부 방전전극으로부터 방전 시에 발생시키는 스퍼터 물질에 의해서 열화하는 것을 방지할 수 있다.

또 방전 트리거선과 그에 이웃하는 서브 방전 트리거선의 단부 사이에 초기 방전을 빠른 응답 속도로 확실하게 발생시킬 수 있다. 그리고, 그 초기 방전을 발생시킨 방전 트리거선과 서브 방전 트리거선의 단부 사이에 인접하여 위치하는 상부 방전전극과 하부 방전전극의 선단면 사이에서의 방전을 빠른 응답 속도로 안정하고도 확실하게 유발할 수 있다.

그 결과, 스퍼터 물질에 의한 전기적 절연 열화가 없어 수명이 긴 방전관이면서, 상부 방전전극과 하부 방전전극의 선단면 사이에 방전을 빠른 응답 속도로 안정하게 발생시킬 수 있는 방전관을 제공할 수 있다.

Claims

절연체로 이루어진 기밀통 내의 축방향으로 상부 방전전극과 하부 방전전극이 상하로 대향하여 배치되고, 상기 상부 방전전극과 하부 방전전극에 형성된 덮개에 의해서 상기 기밀통의 상단과 그 하단의 개구부가 기밀하게 덮이며, 상기 기밀통의 내주벽에 방전 트리거선이 배치되어 구성된 방전관으로서,

상기 기밀통의 내주벽의 중앙부에 서브 방전 트리거선을, 상기 상부 방전전극 및 하부 방전전극과 전기적으로 절연시킨 상태로 형성함과 동시에, 상기 기밀통의 내주벽의 상부에 상기 상부 방전전극과 전기적으로 접속된 방전 트리거선 및 상기 기밀통의 내주벽의 하부에 상기 하부 방전전극과 전기적으로 접속된 방전 트리거선을, 이들 각 방전 트리거선과 이에 이웃하는 상기 각 서브 방전 트리거선 사이의 거리가 균등하게 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 방전관.
제1항에 있어서, 상기 기밀통의 축에 직각인 횡방향에서 보아 상기 서브 방전 트리거선의 단부가 상기 방전 트리거선의 선단과 겹치도록, 상기 서브 방전 트리거선을 기밀통의 내주벽의 중앙부에 형성한 것을 특징으로 하는 방전관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 서브 방전 트리거선을 상기 기밀통의 내주벽에 등간격으로 나란히 형성함과 동시에, 상기 각 서브 방전 트리거선 사이에 위치하는 기밀통의 내주벽 부분에 상기 방전 트리거선을 일정한 규칙성을 갖게 하여 형성한 것을 특징으로 하는 방전관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방전 트리거선 및/또는 상기 서브 방전 트리거선을 상기 기밀통의 축과 평행한 방향으로 형성한 것을 특징으로 하는 방전관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방전 트리거선 및/또는 상기 서브 방전 트리거선을 상기 기밀통의 축에 대해서 경사 방향으로 형성한 것을 특징으로 하는 방전관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 방전 트리거선을 동일 형상을 한 동일 크기로 형성함과 동시에, 상기 각 서브 방전 트리거선을 동일 형상을 한 동일 크기로 형성한 것을 특징으로 하는 방전관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선과 상기 하부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선을, 상기 기밀통의 내주벽에 교호(交互)하여 나란하게 배치한 것을 특징으로 하는 방전관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선과 상기 하부 방전전극에 전기적으로 접속된 방전 트리거선을, 상기 기밀통의 내주벽에 대향시켜 형성한 것을 특징으로 하는 방전관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기밀통의 상하 방향의 길이를 A라 하고, 상기 상부 방전전극과 상기 하부 방전전극의 선단면 사이의 방전 갭을 B라 하고, 상기 서브 방전 트리거선의 상단과 이에 대향하는 상기 기밀통의 상단 가장자리 사이의 거리 및 상기 서브 방전 트리거선의 하단과 이에 대향하는 상기 기밀통의 하단 가장자리 사이의 거리를 H라 할 때, 이들은 B/2 ≤H ≤(A-B)/2의 관계를 충족시키는 것을 특징으로 하는 방전관.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기밀통의 축에 직각인 횡방향에서 보아 상기 기밀통의 내주벽의 상부에 형성한 상기 방전 트리거선의 하단을 상기 상부 방전 전극의 선단면과 동일한 위치 또는 그보다 위쪽에 위치시킴과 동시에, 상기 기밀통의 축에 직각인 횡방향에서 보아 상기 기밀통의 내주벽의 하부에 형성한 상기 방전 트리거선의 상단을 상기 하부 방전전극의 선단면과 동일한 위치 또는 그보다 아래쪽에 위치시킨 것을 특징으로 하는 방전관.