KR100400615B1 - 수명종료시에아크를소멸시키는수단을구비한형광램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리관, 상기 유리관의 각 단부에 제공되고 또한 유리관의 밀봉단부를 통해 연장하며 코일에 접속된 한 쌍의 리이드 와이어를 각각 갖는 전극, 및 상기 유리관에 배치되고 또한 램프의 정상 작동 중에 유리관 내부의 온도 보다 높은 분해 온도를 갖는 수소화 금속-함유 페이스트로 이루어진 피복부를 포함하는 형광 램프에 관한 것이다.

Description

수명종료 시에 아크를 소멸시키는 수단을 구비한 형광 램프

본 발명은 형광 램프(fluorescent lamps)에 관한 것으로, 특정하게는, 램프수명의 종료 시에 램프 내의 아크를 소멸(quench)시키는 수단을 갖는 형광 램프에 관한 것이다.

형광 램프를 고주파로 작동시키는 전자 안정기와 함께 사용하는 형광 램프의 사용이 증가하고 있다. 이러한 안정기는 주로, 개별 음극 가열 전류를 필요로 하지 않고 램프를 직접 점등시키기에 충분한 높은 개방 회로 전압을 갖는 "순간 가동(instant start)"형인 것이다.

램프 수명의 종료는 일 전극의 전자방출 코팅이 열화(劣化)하게 되면 발생한다. 전력선 주파수로 저 개방 회로 전압 안정기를 가진 상태에서는, 램프 아크가 제1전극이 열화하면 순순히 소멸되는 것이다. 그러나, 전자식 순간 가동형 안정기의 경우에, 램프 아크는 제1전극이 열화하여도 필연적으로 소멸하지 않는다. 순간 가동형 안정기에 의하여 공급된 개방 회로 전압은 램프가 "냉각 음극(cold cathode)" 모드로 계속 작동하기에 충분히 높은 전압으로 있다. 냉각 음극 모드에서의 작동 중에, 음극 전압은 약 12볼트 내지 50볼트 또는 그 이상의 전압으로 상승한다.

제1도 및 제2도를 참조하여 설명하면, 제1전극(6)의 열화 시에, 유리관(8)의 어느 일 단부에서 전극(4, 6)을 갖는 종래기술의 램프(2)에서는, 이온이 충돌하여 텅스텐 코일(10), 도선(12, 14) 그리고 유리관(8) 내의 다른 금속제 부재를 가열한다. 부품이 아크를 유지하기에 충분한 열전자와 2차 전자 방출을 제공하는 그러한 높은 온도로 금속제 부품인 코일(10) 및 도선(12, 14)에 열이 가해진다. 열화된 램프 단부에서의 전력의 방산은 크게 증가한다. 그 결과, 유리관(8)의 단부는 정상작동온도 이상으로 가열된다. 유리관(8) 내의 도선(12, 14)은 그 유리관을 통해 용융하여 용출 되고/되거나, 유리관의 균열을 일으키어, 램프를 조명기구로부터 제거할 때 파손의 원인이 되기도 한다. 또한, 램프 단부를 과도하게 가열하면, 램프가 장착되는 램프 고정부 또는 소켓에 손상을 입히는 원인이 되거나, 또는 플라스틱제 램프 기부를 용융시키기도 한다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 램프 전압의 상승을 검출하거나, 또는 음극 열화시에 발생하는 그 외의 다른 사건을 검출하여, 램프를 정지시키기 위한 추가의 회로를 구비한 순간 가동형 전자 안정기가 제안되어져 있다. 그러나, 이러한 추가의 전자부품은 안정기의 가격을 상당히 증가시키는 것이다. 또한, 이러한 특징을 갖지 않는 많은 안정기가 기존의 램프 기구에 사용되고 있다.

따라서, 램프 수명의 종료 시에 아크 소멸용 수단으로서 추가의 회로 또는 전자부품을 필요로 하지 않는 정지수단이 내장된 형광 램프가 요망되어 왔다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것이다. 본 발명의 목적은 램프 수명의 종료 시에 아크를 소멸시키게 하는 그 안에 내장된 수단을 가진 형광 램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 추가의 회로나 전자부품을 필요로 하지 않고, 램프 수명의 종료 시에 아크를 소멸시키는 수단이 내장된 형광 램프를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서, 유리관과, 상기 유리관의 각 단부에 설치되고 코일에 연결되고 유리관의 밀봉 단부를 관통하여 연장 형성된 1쌍의 도선을 각각 갖는 전극 및, 램프의 정상 작동 중에 유리관 내의 온도 보다 높은 분해 온도를 갖고 유리관에 배치된 금속 수소화물 함유 페이스트의 피착층(a dsposit of metal hydride-containing paste)을 포함하는 형광 램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적은 구조 및 부품의 조합에 대한 다양하고 신규한 세부사항을 포함하여 첨부 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명되며 특허청구의 범위에 적시되어 있다. 본 발명을 구현하기 위한 특정 장치는 단지 설명을 목적으로 나타낸 것으로서 본 발명을 제한하는 것이 아님을 주목하여야 한다. 본 발명의 원리와 특징은 본 발명의 범위를 이탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 실시예로 구현될 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부 도면 제3도 및 제4도를 참고로 설명한다.

제3도는 유리관(8)을 구비하는 형광 램프(2)를 나타낸 도면이다. 전극(4, 6)(제3도에는 1개만 도시)은 유리관(8)의 각 단부에 배치된다. 1쌍의 도선(12,14)은 유리관의 각각의 밀봉된 단부를 통해 연장형성 되어 전극을 형성하도록 코일(10)에 연결된다. 유리관(8)의 내부에 배치된 금속 수소화물 함유 페이스트의 피착층(30)에는 형광 램프(2)의 정상작동 중에 유리관(8) 내에 온도보다 높은 분해온도가 형성된다. 램프의 정상 작동 중에, 이러한 금속 수소화물 함유 페이스트의 온도는 양호하게 약 150℃ 이하로 유지된다. 전극(6)은 제2도에 도시된 종래의 것과 유사한 것이지만, 각각의 도선(12, 14)에 금속 수소화물 함유 피착층(30)을 설치시킨 것이 다른 부분이다. 피착층(30)은 양호하게, 유리관(8)의 각 단부에서 도선(12, 14)의 유리제 밀봉부(32)로부터 돌출하는 부위에, 즉, 도선-유리제 밀봉부 경계면에 접합된다.

작동 시에, 램프의 일 단부에 음극 코팅의 고갈에 의해 발생되는 램프 수명의 종료 시에, 램프의 단부에 있는 코일(10)은 그의 정상 작동 온도에 비해 상당히 더 높은 온도까지 상승하여, 최종적으로 연소(burned off)되는 것이다. 다음, 램프의 아크가, 도선(12 또는 14)에 부착되어, 도선의 온도를 상승시킨다. 상기 도선을 통해 밑으로 전도된 열은, 금속 수소화물 함유 페이스트의 피착층(30)을 열분해하여, 램프 내부에 수소를 방출한다. 이러한 과정 중에, 페이스트의 온도는 650℃ 이상에 도달하게 된다. 유리관(8) 내부에 수소의 존재는, 온도의 현저한 단부 가열 또는 유리관의 균열을 발생하지 않고, 방전을 유지하는데 필요한 전압을, 순간 가동형 안정기에 의하여 공급된 전압보다 충분히 높은 수준으로 상승시키어, 램프가 수동적으로 정지되게 한다. 수소의 방출은 열하된 램프를 보유하는 고정기구(조명기구의 소켓)에 대한 손상을 방지하기에 충분히 빠른 속도로 발생한다. 방출된 수소의 양은, 통상 5mg 피착층으로부터 약 1토르-리터(Torr-liter)가 방출되며, 상기 량은 대형의 형광 램프에서의 아크를 소멸시키기에 충분한 량이다.

페이스트의 양호한 실시예는 40중량부(parts by weight)의 미분상 수소화 티타늄(finely powdered titanium hydride)과 60중량부의 콜로이드성 알루미나 수중 현탁액(colloidal alumina suspension in water)을 혼합하여 조성한다. 건조시 중량이 약 5mg의 이러한 페이스트의 피착층을, 도선이 유리제 밀봉부(32)로부터 돌출되는 각 도선(12, 14)의 기부에 적용한다.

금속 수소화물 함유 페이스트의 다른 실시예는, 콜로이드상 알루미나 이외의 결합제를 함유한 페이스트를 사용한다. 양호하게, 이와 같은 결합제에는, 무기물질이며 건조 시에 가스 발생이 없는 물질, 예를 들면 몬트모릴로나이트계 점토(montmorillonite clay) 및 각종 규산염이 이용된다.

제4도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 램프를 나타낸 도면이다. 이 실시예의 전극 구성에 있어서는, 피착층이 코일(10)로부터 최원거리 표면에 가해질 수도 있지만, 2개의 도선(12, 14)에 유리 비드(40)가 고정되고 그리고 피착층(30)은 양호하게 코일(10)의 최근거리에 유리 비드(40)의 표면에 배치되는 것이다.

피착층(30)의 양호한 금속 수소화물은 수소화 티타늄, TiH_1.7이다. 금속수소화물은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 이들 금속의 합금, 및 이들 금속과 코발트, 철, 니켈, 망간, 란탄 등의 다른 금속과의 합금, 또는 이들과 다른 금속의 조합으로 구성된 그룹에서 선택할 수 있다.

따라서, 본 발명은 추가의 회로나 전자부품을 필요로 하지 않고, 램프 수명의 종료 시에 아크를 소멸시키는 아크 소멸수단을 내장한 형광 램프를 제공한다. 소멸수단과 상관하여 소요되는 비용은 무시할 수 있을 정도이며, 안정기가 다수 램프의 수명을 유지시킬 수 있다 하더라도, 안정기에 아크 소멸용 회로를 설치하는 비용에 비해 상당히 저렴한 비용이 소요되는 것이다.

본 발명은 본원에 개시되고/되거나 도면에 도시된 특정 구조물에 결코 제한받지 않을 뿐만 아니라 특허 청구의 범위 내에서의 여타의 변형물이나 등가물을 포함할 수 있는 것에 주목하여야 한다.

제1도는 종래예의 형광 램프의 단면도.

제2도는 제1도에 도시된 램프의 단부를 확대하여 개략적으로 나타낸 도면.

제3도는 제2도와 유사한 본 발명에 따라 제조된 일 실시예의 형광 램프의 일단부를 확대하여 개략적으로 나타낸 도면.

제4도는 제3도와 유사한 본 발명에 따라 제조된 다른 실시예의 형광 램프의 일 단부를 확대하여 개략적으로 나타낸 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2: 형광 램프 4,6: 전극

8: 유리관 10: 코일

12,14: 도선(導線)

30: 금속 수소화물 함유 페이스트의 피착층

32: 유리제 밀봉부 40: 유리 비드

Claims (6)

1. 유리관(8)과;

   유리부재(32, 40)를 통해 연장형성되어 코일(10)에 연결되는 1쌍의 도선(12, 14)을 각각 구비하는, 상기 유리관(8)의 각 단부에 설치된 전극(11, 6) 및;

   램프가 정상작동하는 중에 상기 유리관(8) 내에 온도보다 더 높은 분해온도를 가지고 유리부재(32, 40)에 배치된 금속 수소화물 함유 페이스프의 피착층(30)을 포함하며;

   상기 유리부재(32, 40)는 상기 유리관(8)의 단부에 있는 유리 밀봉부(32) 또는 유리 비드(40)이며, 그리고

   상기 피착층(30)이, 유리부재(32, 40)와 그로부터 연장형성된 도선(12, 14)과의 접합부에서, 상기 유리부재(32, 40) 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
2. 제1항에 있어서, 상기 유리부재(32, 40)가 유리 비드(40)인 경우에, 상기 피착층(30)은 전극(4, 6)에 최근접한 유리 비드(40)의 표면에 설치되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 페이스트(30)에 함유된 금속 수소화물의 금속은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 티타늄-지르코늄 합금, 티타늄-하프늄 합금 그리고 지르코늄-하프늄 합금으로 구성된 그룹에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 형광 램프.
4. 제1항에 있어서, 상기 금속 수소화물의 금속은 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 구성된 그룹에서 선택된 하나와, 코발트, 철, 니켈, 망간 그리고 란탄으로 구성된 그룹에서 선택된 하나로 구성된 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
5. 제1항에 있어서, 상기 금속 수소화물은 수소화 티타늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
6. 제5항에 있어서, 상기 페이스트(30)는 40중량부의 미분상 수소화 티타늄과, 60중량부의 콜로이드상의 알루미나 수중 현탁물을 함유하는 것을 특징으로 하는 형광 램프.