KR200179167Y1 - 나트륨 방전램프 - Google Patents

Abstract

개시한 내용은 방전램프용 전자 안정기를 배제시키고 방전관의 순간적인 가열을 통해서 램프가 시동되는 나트륨 방전램프를 제공하는 것이다.

개시한 본 고안은, 진공상태의 벌브 공간에 배치되어 두 개의 전극으로부터 전압을 입력받아 점등하는 방전관을 구비한 나트륨 방전램프에 있어서, 방전관의 두 전극 중 어느 하나의 전극 쪽에 방전관과 소정의 거리만큼 이격 배치된 지지물과, 이 지지물을 관통하여 두 도체에 접속되며 방전관과 소정 거리를 두고 서로 수직·대향 배치되어 램프의 시동 때 두 도체의 전압을 쇼트시켜 방전관 주변으로 고열을 발생하여 방전토록 하고 방전관 주변의 온도가 소정온도 이상일 때 두 도체중 어느 하나의 도체 쪽으로 접촉하여 자체 발열을 중지하는 발열시동부와, 두 전극 중 어느 하나의 전극쪽에 위치한 관형부싱 및 상기 다른 하나의 관형부싱쪽에 전압을 공급하는 지지봉 사이에 접속되어 상기 방전관을 지지하여 주는 무저항 성분의 지지부재를 포함하며;

이에 따라 나트륨 방전램프용 전자 안정기의 공진회로 없이도 램프를 시동시킬 수 있으므로 수은 램프와의 교체가 용이하고 또한 나트륨 방전램프의 설치 및 교체비용 절감은 물론 램프의 수명이 반영구적인 이점이 있다.

Description

나트륨 방전램프{Natrium Discharge Lamp}

본 고안은 수은, 메탈할라이드 및 나트륨 램프와 같은 방전형 램프에서 특히 나트륨 가스를 주입하여 사용하는 방전램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나트륨 방전램프 등에 필연적으로 사용되어 고압의 전압차로 방전을 일으켜 시동하는 방전램프 전용 안정기를 배제시키고 방전관의 순간적인 가열을 통해 램프를 시동하도록하여 에너지 낭비를 줄이면서 램프의 수명 연장과 램프 교체의 편리성을 양립하도록 하는 나트륨 방전램프에 관한 것이다.

일반적으로 가로수 또는 터널 및 대단위의 공장 등에 설치되어 빛을 발산하는 방전형 램프로서는 수은, 메탈할라이드, 나트륨 방전램프 등을 들을 수 있다.

상기 수은 방전램프 및 메탈할라이드 방전램프의 소비전력은 각 램프의 종류에 따라 다르다. 예컨대 175W에서부터 1.5KW 등의 소비전력을 갖는 램프 등이 있다.

이와 같은 수은 방전램프 및 메탈할라이드 방전램프는 점등 시에 전자 안정기를 필요로하게 되는데, 이때 각 수은 방전램프 및 메탈할라이드 방전램프는 그에 맞는 여러 종류의 전자 안정기를 선택하여야 한다.

특히 상기 수은 방전램프와 메탈할라이드 방전램프에 적용되는 전자 안정기는 다수의 여러 회로를 이용하여 구성될 수 있고, 또한 회로가 간단하다는 장점을 지니고 있는 반면에 상기 수은 방전램프 및 메탈할라이드 방전램프는 소비전력에 비하여 상기 나트륨 방전램프 보다 효율이 떨어지는 단점을 지니고 있다.

그리고 나트륨 방전램프에 적용되는 전자 안정기는 그 나트륨 방전램프를 시동하기 위해 선간 전압의 주파수보다 높은 주파수의 전기를 생성하여야 함으로 인하여 회로자체가 복잡한 반면에 소비전력 대비 효율 면에 있어서는 상기 수은 방전램프 및 메탈할라이드 방전램프 보다 상당히 높은 장점을 지니고 있다.

이와 같은 나트륨 방전램프의 고효율에 의해 근래에 와서는 이미 사용하고 있던 상기한 수은 방전램프 및 메탈할라이드 방전램프를 나트륨 방전램프로 교체하는 작업이 진행되고 있다.

그러나 수은 방전램프 및 메탈할라이드 방전램프를 단순히 나트륨 방전램프로 교체하기 위해서는 그에 맞는 전자 안정기까지 일일이 교체하여야 하는 설치의 어려움과 교체공사비가 많이 드는 부담을 가지게 된다.

특히, 상기 나트륨 방전램프는 고압식과 저압식으로 분류되며, 일반적으로 고압식 나트륨 방전램프는 관의 크기가 작고 안정기의 시동전압과 온(ON)상태의 전압차이가 작은편에 속하나, 저압식 나트륨 방전램프는 관의 크기가 크고 안정기의 시동전압이 고압식 보다 더 높고 시동전압과 온상태의 전압차이가 큰편에 속한다.

따라서, 상기 고압식 및 저압식 나트륨 방전램프의 사용에 따라 그에 맞는 전자 안정기를 선택하여야 하며, 이와 같은 고압식 또는 저압식 나트륨 방전램프용 전자 안정기의 모두는 선간 전압을 직류전압으로 변환하고 이 직류전압을 공진시켜 얻어진 전압의 차(差)로 나트륨 방전램프를 시동하도록 되어 있다.

또한, 상기 나트륨 방전램프용 전자 안정기에서 요구되는 중요한 특성은 빠른 시동과 소비되는 전력을 줄임과 동시에 고주파에서 램프의 광효율을 향상시켜야 하는 것으로서, 예를 들면, 대한민국 특허공고 제 89-574호에 의해 공지되어 있다.

도 1은 대한민국 특허공고 제 89-574호에 기재된 그와 같은 저압 나트륨 방전램프용 전자안정기의 하나를 표시한 것이다.

상기 저압 나트륨 방전램프용 전자안정기는, 도 1에서와 같이, 고주파필터 F, 주변류기 M 및 정류기 R에 의하여 AC전원에 연결된다. (+)(-) DC단자와 램프(8) 사이에 직렬연결의 두 트랜지스터(1),(2)로 구성된 고주파발진기가 회로를 구성한다. 두 트랜지스터(1),(2)는 교번적인 위상에서 동작하도록 배열되어 있다. 다이오드(12),(13)는 트랜지스터(1),(2)의 에미터에 직렬로 연결된다. 트랜지스터(1),(2)의 베이스구동 트랜스포머(3)에서 1차측권선(4)의 일측단자는 트랜지스터(1),(2) 사이에 연결되고, 타측단자는 인덕터코일(쵸크)(7)에 의하여 램프(8)의 일측단자에 연결된다.

램프(8)의 타측전극(8a)은 공진캐패시터(10),(11)와, 이들에 병렬을 이루는 전압제한 다이오드(23),(24)에 의하여 전원의 반대극성에 연결된다. (+)(-)전원단자 사이에서 전해캐패시터 C는 필터캐패시터로서 작용한다. 또한 램프(8)의 병렬캐패시터(9)는 램프(8)가 점등되기 직전에 램프전압과 함께 시동주파수를 결정한다. 그러나 동작중에는 캐패시터(10),(11)가 부가적으로 코일(7) 형태의 인덕턴스를 포함하는 자유진동 직렬공진회로의 주요 공진용량을 형성한다. 또한 베이스구동 트랜스포머(3)의 2차측 권선(5),(6)은 반대위상의 제어전압을 얻기 위하여 두 트랜지스터(1),(2)의 베이스단자에 연결된다. 그러면 두 트랜지스터중의 하나가 다른 트랜지스터가 전도되지 않을 때에 전도되거나 그 반대가 된다.

그리고 베이스구동 트랜스포머(3)의 권선(4)과 (+)(-)전원단자 사이에 연결된 보호다이오드(14),(15)는 양 트랜지스터(1),(2)가 비전도상태에 있을 때에 인덕턴스(7)의 전류를 위한 통로를 제공한다.

이와 같이 이루어진 종래의 저압 나트륨 방전램프용 전자 안정기의 동작을 이하를 통해 설명한다.

필터캐패시터 C는 정류기 R을 통하여 회로의 공급전압을 형성하는 전압으로 충전된다. 자유발진 공진회로에서 전류는 양 캐패시터(10),(11)에 의하여 램프(8)의 전극(8a)으로 흐르고 이로부터 램프(8)와 캐패시터(9)에 의하여 인덕턴스와 트랜스포머(3)의 1차측권선을 흐르며, 회로가 폐쇄되었을 때에 전도 트랜지스터(2)로 흐른다. 발진회로에서 캐패시터(10),(11)는 병렬로 연결되어 있으며, 캐패시터(9)는 이들 병렬연결에 직렬로 연결되어 있다. 캐패시터(9)를 동작주파수보다 높은 램프(8)의 점등개시 주파수로 고정하기 위하여 램프(8)에 연결된 캐패시터(9)의 용량은 두 캐패시터(10),(11)의 병렬연결에 따른 용량의 합에 대하여 1/2 내지 1/4로 하는 것이 좋다. 상기 언급된 공진회로에서의 전류가 감소되기 시작할 때에 캐패시터(9)의 충분한 상승 역방향전압에서 트랜스포머(3)의 2차측권선(5),(6)에 유도된 제어전압은 트랜지스터(2)가 비전도상태가 되게하는 동시에 트랜지스터(1)가 전도되게 할 것이다. 이때 전류는 다시 캐패시터(9)에 형성된 역방향 전압이 방향변화를 위한 전류의 흐름을 제한할 때까지 트랜스포머(3)의 권선(4) 및 코일(7), 캐패시터(9), 그리고 캐패시터(10),(11)의 병렬연결을 통하여 반대방향으로 흐르기 시작한다. 이와 같이 하여 회로에서의 전류곡선은 싸인곡선을 이루고 전환순간 트랜지스터를 통하여 흐르는 전류는 제로(zero)에 가깝게 된다. 상기 상황하에서 전환손실은 최소가 된다. 캐패시터(9)를 통하여 흐르는 전류는 램프(8)를 점등시키게 된다.

물론, 냉음극방전램프 그 자체는 캐패시터(9)와 직접병렬 연결이 가능하다. 램프(8)에 발생된 저항성의 임피던스는 캐패시터(9)와 병렬연결된다. 공진주파수가 주로 캐패시터(10),(11)의 병렬연결을 고정하므로 작동주파수는 점등개시주파수에 대하여 감소한다. 그러나 램프(8)를 가열하는 전류가 그때까지는 캐패시터(9)를 통하여 흐르게 된다. 램프(8)에 의한 저항의 부특성에 의하여 전극단자(8a)의 전압은 다이오드(23),(24)가 캐패시터(10),(11)와 병렬로 연결되지 않는한 안정되지 않는다. 하나의 다이오드(23) 또는 다이오드(24)만이라도 안정의 목적으로는 충분하다. 만약 예를들어 단자(8a)의 전압이 램프(8)의 감소저항에 따라서 또는 램프전류의 증가에 따라 증가하려 한다면 과잉전압은 캐패시터 C로의 복귀를 위하여 다이오드(23) 또는 (24)를 통하여 공진회로를 떠난다. 모든 반 싸이클에서 캐패시터(10),(11)에 충전되는 전압은 분배되어 단자(8a)에서의 전압이 안정화될 것이다.

이와 같이 초기에는 전자 안정기를 통해 높은 점등개시전압을 발생하여 램프(8)를 방전·점등시키고 이후에는 점등개시전압 보다 헐씬 낮고 안정된 작동개시전압으로 램프(8)를 지속적으로 점등시킨다.

그러나 이와 같은 전자 안정기는 램프의 수명 말기시나 램프가 이탈되었을 경우 또는 순간적인 과전류가 흘렀을 경우에 전자 안정기의 회로소자가 파괴되어 결국, 전자 안정기 및 이와 일체로 된 램프를 일일이 교체하여야 하는 경제적인 손실과 교체의 어려움을 야기시키게 된다.

따라서 상기와 같은 과전류 및 램프의 이탈에 의해 야기되는 전자 안정기의 파손 및 그로 인한 경제적 손실 및 램프의 교체의 어려움을 회피하는 하나의 방법으로서, 예를 들면 대한민국 실용신안공고 제96-8112호에 의해 공지되어 있다.

상기 실용신안공고 제96-8112호에 의하면 안정기가 정상 동작을 할 경우에는 동작하지 않고 안정기에 이상이 생겨 과전류가 흐르는 경우에만 동작하는 과전류 보상회로부를 배치하여 과전류에 의한 스위칭소자의 손상을 방지하게 되어 있다.

그러나, 이와 같은 전자 안정기의 과전류 차단 방식 역시 과전류 보상회로의 이상이나 단락현상이 발생한 경우에는 효과적인 과전류 차단이 될 수 없고, 이로 인하여 전자에서와 같이 안정기 자체 및 램프를 교체하여야 한다.

도 2는 상기와 같은 저압 나트륨 방전램프용 안정기 또는 기타의 여러 종류의 나트륨 방전용 전자 안정기에 의해 시동되어 빛을 발산하는 종래의 저압 나트륨 방전램프의 하나를 나타내어 보인 정면도이다.

상기 나트륨 방전램프(50)는 세라믹 산화물로 만들어진 방전관(51)을 갖는다. 상기 방전관은 하드 글라스로 만들어진 반구형의 벌브(52)내의 중심부에 길이방향으로 배치되어 있으며, 하드 글라스는 스크류 캡(53)에 의해 제1 단부에서 그리고 함몰부(59)에 의해 제2 단부에서 밀봉된다. 벌브(52)는 비워진다.

그리고 방전관(51)의 내부에는 소정의 전극 간격을 갖는 두개의 제1, 제2 전극(54, 54a)이 서로 대향 배치되어 있다. 스크류 캡(53)으로부터 떨어진 제1 전극(54)은 방전관(51)을 따라 리드 와이어(57)에 부속물(56)을 갖는 관형부싱(55)을 통하여 접속되어 있다. 리드 와이어(57)는 방전관(51)의 외부를 따라 스크류 캡(53)쪽으로 인도되며 그 방전관(51)을 지지하는 도전체의 지지봉(58)에 접속되어 있다. 또한 지지봉(58)의 일단부는 함몰부(59)에 고정되며 타단부는 몰딩물(63)을 통해 전원이 입력되는 스크류 캡(53)에 접속되어 있다.

이와 마찬가지로 제2 전극(54a)은 금속 와이어(60)에 관형 부싱(55a)을 통해 접속되어 있고, 금속 와이어(60)는 몰딩물(63)을 관통한 도체(61)를 통하여 접촉부(62)에 접속되어 있다.

그리고 방전관(51)은 크세논 및 나트륨 가스가 일정 비율로 혼합된 충진재를 함유한다.

이와 같이 구성된 종래의 나트륨 방전램프(50)는 전술한 대한민국 특허공고 89-574호 또는 실용신안공고 제96-8116호 또는 기타 여러종류의 전자 안정기로부터 발생된 수십 KHz 내지 수백 KHz의 높은 점등개시전압을 필요로하게 된다.

즉 다시 말해서, 나트륨 방전램프(50)의 스크류 캡(53)과 접촉부(62)에 전술한 전자 안정기로부터 각각 높은 공진전압, 예컨대 4Kv의 전압이 인가된다. 스크류 캡(53)으로 인가된 높은 주파수의 점등개시전압은 도전체의 지지봉(58), 리드 와이어(57), 부속물(56), 관형부싱(55)을 통해 방전관(51)의 제1 전극(54)으로 공급되고, 접촉부(62)로 인가된 높은 점등개시전압은 도체(61), 금속 와이어(60), 관형부싱(55a)을 통해 방전관(51) 내의 제2 전극(54a)에 공급된다.

방전관(51) 내의 제1 전극(54) 및 제2 전극(54a)에 점등개시전압이 인가되면 벌브(52) 내에 수직으로 배치되고 관내에 크세논 및 나트륨의 혼합가스가 봉입되어 있는 방전관(51)이 높은 점등개시전압에 의해서 초기방전을 하여 빛을 반산하게 된다. 이후 방전관(51)이 점등된 후에는 전술한 전자 안정기로부터 입력되며 점등개시전압보다 낮은 작동개시전압에 의해 계속 빛을 발산하게 된다.

상기 종래 기술에 따른 나트륨 방전램프는 전술한 나트륨 방전램프용 전자 안정기를 필요로하게 되는데, 이때 전자 안정기의 회로 소자가 상기와 같은 조건에 의해서 파손되거나 또는 전자 안정기가 노후화되어 불안전 동작을 할 경우에는 안정기 및 이와 일체로 되어 있는 램프를 교체해 주어야 하는 경제적 손실과 교체의 어려움이 있다.

또한, 현재 사용하고 있는 수은램프를 나트륨 방전램프로 교체하고자 할 경우에 나트륨 방전램프만을 교체하는 것은 불가능하고 전자 안정기도 나트륨용으로 함께 교체해 주어야 하는 문제점을 내재하고 있다. 특히 나트륨 방전램프용 전자 안정기는 나트륨 방전램프를 시동하기 위해서 수십 내지 수백 KHz 이상의 고주파를 발생함으로써, 나트륨 방전램프가 설치된 주변의 정밀기계의 제어기 및 주변을 운행중인 오토매틱의 자동차에 치명적인 악영향을 주게 되는 또다른 문제점을 지니고 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 치유하면서도 비용 면에서는 저가의 나트륨 방전램프를, 그리고 신뢰성 면에서는 보다 효율적이고 안정된 나트륨 방전램프를 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 고안의 목적은 공진회로를 이용하여 높은 전압의 차로 램프를 시동하는 전자 안정기 없이, 낮은 전압에서도 램프를 시동하도록 하는 나트륨 방전램프를 제공하는 것이며, 이 램프는 구조가 간단한 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 수은램프용 안정기에서도 공용으로 사용할 수 있도록 하는 나트륨 방전램프를 제공하는 것이며, 이 램프는 수은램프에서 효율이 좋은 나트륨 램프로 교체 시에 교체 작업의 용이성과 에너지 낭비를 최소화 하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또다른 목적은 램프의 시동 때 고주파 발생 없이 순간적인 가열로 인한 열전자의 방출로서 램프를 시동하도록 하는 나트륨 방전램프를 제공하는 것이며, 이 램프는 방전관에 순간적인 높은 열을 발생하였다가 스위칭되는 발열시동부를 배치하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또다른 목적은 고온과 순간적인 과전압으로부터의 램프 자체를 보호하여 수명을 보다 연장시키는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 나트륨 방전램프용 전자 안정기의 설명을 위한 회로도이고,

도 2는 종래의 기술에 따른 나트륨 방전램프를 나타내어 보인 정면도이고,

도 3은 본 고안에 따른 나트륨 방전램프의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 정면도이고,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 본 단면도이고,

도 5는 도 3의 방전관의 주변에 배치되어 높은 열을 발생하는 발열시동부를 확대하여 보인 도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

51 : 방전관 52 : 벌브

54, 54a : 제1 제2 전극 55, 55a : 관형부싱

110 : 발열시동부 110a, 110b : 제1, 제2 피동접촉부재

110c : 가동접촉부재 120 : 지지물

130 : 플렉시블 와이어 150 : 지지부재

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 측면에 따른 나트륨 방전램프는 진공상태의 벌브 공간에 배치되어 두 개의 전극으로부터 각각 도체 및 관형부싱을 통해 전압을 입력받아 점등하는 방전관을 구비한 저압 나트륨 방전램프에 있어서:

(1) 상기 방전관의 두 전극 중 어느 하나의 전극쪽에 상기 방전관과 소정의 거리만큼 이격 배치된 지지물; (2) 상기 지지물을 관통하여 상기 두 도체에 접속되며 상기 방전관과 소정 거리를 두고 서로 수직 대향 배치되어 상기 램프의 시동 때 상기 두 도체의 전압을 쇼트시켜 상기 방전관 주변으로 고열을 발생하여 방전토록 하고 상기 관 주변의 온도가 소정온도 이상일 때 상기 두 도체중 어느 하나의 도체쪽으로 복귀하여 자체 발열을 중지하는 발열시동부; (3) 상기 두 전극 중 어느 하나의 전극쪽에 위치한 관형부싱과 상기 다른 하나의 관형부싱쪽에 전압을 공급하는 지지봉 사이에 접속되어 상기 방전관을 지지하여 주는 무저항 성분의 지지부재를 포함한다.

바람직하기로, 상기 발열시동부는, 상기 두 도체에 접속되며 상기 방전관의 일단부에서 소정의 길이까지 그 방전관의 외벽을 따라 서로 대향으로 수직 배치되는 접촉편을 갖는 제1, 제2 피동접촉부재와, 일단부가 상기 제1 피동접촉부재와 상기 어느 하나의 관형부싱에 접속되며 타단부가 상기 제2 피동접촉부재의 접촉편에 접촉되어 발열한 후 상기 방전관의 주변 온도가 소정 온도 이상이 되었을 때 상기 제1 피동접촉부재의 접촉편으로 복귀하여 접촉하는 접촉편을 갖는 가동접촉부재가 포함된다.

선택적으로, 상기 가동접촉부재는 열에 따라 팽창하는 바이메탈로 구성한 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 가동접촉부재의 접촉편과 상기 어느 하나의 관형부싱을 플렉시블한 와이어로 접속한 것을 특징으로 한다.

이와 같이하면, 램프의 시동 시 상기 가동접촉부재와 제2 피동접촉부재의 순간적인 쇼트에 의해 방전관의 주변이 높은 온도로 가열되면서 열전자가 방출되고 그 열전자에 의해서 두 전극으로 입력되는 낮은 전압, 예컨대 220V에서도 방전이 쉽게 일어나 램프가 점등되고, 또한 방전관의 주변 온도가 소정온도 이상, 즉 방전이 일어나는 순간 가동접촉부재가 제1 피동접촉부재쪽으로 이동하여 전원 쇼트를 방지하여 주게 됨을 알 수 있다.

그 결과, 나트륨 방전램프용 전자 안정기의 공진회로 없이도 램프를 시동시킬 수 있으므로 수은 램프와의 교체가 용이하고 아울러 나트륨 방전램프의 설치 및 교체비용 절감은 물론 램프의 수명이 반영구적인 이점이 있는 것이다.

그리고, 본 고안의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 고안의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 의한 나트륨 방전램프의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 본 고안의 기술은 공진회로를 이용하여 방전을 일으키는 여러 종류의 방전형 램프에 적용할 수 있다.

그래서, 설명에 사용되는 도 3 내지 도 5는 특정한 방전형 램프가 아니고 높은 전압 차를 이용하는 여러 종류의 방전형 램프에 착안한 도면이다.

또한, 설명에 사용되는 각 도면에 있어서, 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

또한, 이하의 설명에서는 방전형 램프로서 나트륨을 사용한 예를 고려한다.

도 3은 본 고안에 따른 나트륨 방전램프의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 정면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 본 단면도이며, 도 5는 도 3의 방전관의 주변에 배치되어 높은 열을 발생하는 발열시동부를 확대하여 보인 도이다.

본 실시 예에 따른 나트륨 방전램프(100)는 세라믹 산화물로 만들어지며 내부에는 수은, 크세논, 나트륨이 일정비율로 혼합된 충진재를 함유한 방전관(51)을 갖는다.

방전관(51)은 하드 글라스로 만들어진 대략 반구형상의 벌브(52)내의 중심부에 길이방향으로 배치되어 있으며, 하드 글라스의 벌브(52)는 스크류 캡(53)에 의해 제1 단부에서 그리고 함몰부(59)에 의해 제2 단부에서 밀봉된다. 벌브(52)는 진공상태이다.

그리고 방전관(51)의 내부에는 소정의 전극 간격을 갖는 두개의 제1, 제2 전극(54, 54a)이 서로 대향 배치되어 있다. 스크류 캡(53)으로부터 떨어진 제1 전극(54)은 방전관(51)을 따라 리드 와이어(57)에 부속물(56)을 갖는 관형부싱(55)을 통하여 접속되어 있다. 방전관(51)을 지지하고 전원을 공급하기 위한 리드 와이어(57)는 방전관(51)의 외부를 따라 스크류 캡(53)쪽으로 인도되는 도전체의 지지봉(58)에 접속되어 있다. 또한 지지봉(58)의 일단부는 함몰부(59)에 고정되며 타단부는 몰딩물(63)을 통해 스크류 캡(53)에 접속되어 있다.

이와 같이 구성되는 일반적인 나트륨 방전램프에 있어서, 특히 본 고안에서는 상기 방전관(51)의 두 전극(54, 54a) 중에서 어느 하나의 전극, 바람직하기로는 제2 전극(54a)쪽에 방전관(51)과 소정의 거리를 두고 부도체의 지지물(120)을 배치한다.

그리고, 지지물(120)에는 두 도체핀(140, 140a)이 관통하여 몰딩물(63)을 통해 스크류 캡(53) 및 접촉부(62)에 접속되어 있는 도체(160, 160a)에 각각 접속되며 또한 램프의 시동 때 두 도체(160, 160a)의 전압을 쇼트시켜 방전관(51)의 주변으로 고열을 발생하여 방전토록 하고 방전관(51) 주변의 온도가 일정온도 이상으로 상승할 때 순간적으로 스위칭되어 자체 발열을 중지하는 발열시동부(110)를 방전관(51)과 지지물(120)과의 사이에 설치한다. 또한 제2 전극(54a)과 접속되어 있는 관형부싱(55a)과 지지봉(58) 사이에 방전관(51)을 지지하기 위한 무저항 성분의 지지부재(150)를 접속한 것을 특징으로 한다.

상기에서, 발열시동부(110)는, 지지물(120)을 관통한 두 도체핀(140, 140a)에 접속되며 방전관(51)의 하단부에서 소정의 길이까지 그 방전관(51)의 외벽을 따라 서로 대향으로 수직·이격 배치되는 상단부에 접촉편(110d, 110e)이 형성된 제1, 제2 피동접촉부재(110a, 110b)와, 일단부가 제1 피동접촉부재(110a)의 하단에 접속되고 타단부가 제2 피동접촉부재(110b)의 접촉편(110e)에 접촉되어 발열한 후 방전관(51)의 주변 온도가 소정 온도 이상이 되었을 때 제1 피동접촉부재(110a)의 접촉편(110d)으로 이동하여 접촉하는 접촉편(110f)이 형성된 가동접촉부재(110c)와, 가동접촉부재(110c)의 접촉편(110f)과 제2 전극(54a)의 관형부싱(55a)에 접속되어 제2 전극(54a)에 전압을 공급하는 플렉시블 와이어(130)로 구성한다.

도면중 미 설명부호 170, 180은 두 도체(160, 160a)에 접속되어 벌브(52) 내의 진공도를 높이고 불순물을 제거하기 위한 지터(getter)이다.

이와 같이 이루어진 본 고안의 나트륨 방전램프를 도 3 내지 도 5를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.

먼저, 나트륨 방전램프(100)의 스크류 캡(53)과 접촉부(62)로부터 선간전압, 예컨대 220V가 두 도체(160, 160a)를 통해 입력된다. 스크류 캡(53) 및 도체(160a)를 통한 220V의 선간전압은 도전체의 지지봉(58), 리드 와이어(57), 부속물(56), 관형부싱(55)을 통하여 방전관(51)의 제1 전극(54)으로 공급되고, 또한 도체(160a)에 접속된 발열시동부(110)의 도체핀(140a)을 통해서 제2 피동접촉부재(110b)에 공급된다.

한편, 접촉부(62) 및 도체(160)를 통한 220V의 선간전압은 발열시동부(110)의 도체핀(140)을 통해서 제1 피동접촉부재(110a)와 가동접촉부재(110c)에 공급됨과 아울러 플렉시블 와이어(130)를 통해 제1 전극(54a)에 접속된 관형부싱(55a)에 동시 공급된다. 이때 도 5에서와 같이, 램프가 시동되기 전에 바이메탈과 같은 가동접촉부재(110c)의 접촉편(110e)이 제2 피동접촉부재(110b)에 접촉되어 있으므로 두 도체(160, 160a) 및 도체핀(140, 140a)으로 입력된 선간전압은 쇼트 상태가 된다. 이에 따라 가동접촉부재(110c)와 제2 피동접촉부재(110b)의 접촉부분이 가열되어 순간적인 높은 열을 발생한다. 접촉부분에서 발생된 높은 열은 진공상태의 벌브(52) 및 냉음극인 방전관(51)을 순간적으로 가열함으로써 그 방전관(51) 내에서는 많은 량의 열전자가 방출하게 된다.

그리고 두 접촉부분의 온도가 소정 온도 이상이되면 가동접촉부재(110c)가 순간적으로 제1 피동접촉부재(110a)쪽으로 이동하여 접촉편(110d)에 접촉됨으로써, 두 전압의 쇼트(short)가 방지된다. 여기서, 가동접촉부재(110c)와 제2 피동접촉부재(110b)의 접촉은 순간적이고 또한 가동접촉부재(110c)가 제2 피동접촉부재(110b)로부터 이탈되어도 제2 전극(54a) 쪽의 관형부싱(55a)에는 플렉시블 와이어(130)에 의해 지속적으로 선간전압이 공급된다.

계속해서, 이와 같이 냉음극의 방전관(51)이 순간적으로 가열되어 많은 량의 열전자가 방출되고 이와 동시에 제1, 제2 전극(54, 54a)으로 낮은 선간전압(220V)이 계속 입력됨으로써, 방전관(51)의 방전이 순조롭게 이루져 점등 하게 된다.

나트륨 방전램프(100)가 계속 점등되고 있는 상태에서는 벌브(52) 내의 온도가 상당히 높으므로 가동접촉부재(110c)는 램프가 소등되어 온도가 어느 정도로 다운(down)될 때까지 계속 제1 피동접촉부재(110a)의 접촉편(110d)에 접촉된다.

그리고 나트륨 방전램프가 소등되어 벌브(52)의 온도가 소정온도 이하로 떨어지면 가동접촉부재(110c)가 초기 상태로 복귀, 즉 제2 피동접촉부재(110b)의 접촉편(110e)으로 이동하여 접촉된다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서 나트륨 전용 전자 안정기의 공진회로를 이용하여 나트륨 방전램프를 방전시키고, 방전 이후에는 선간전압을 이용하여 점등시키는 것과는 달리, 본 고안은 램프의 시동 시에 입력되는 선간전압을 순간적으로 쇼트시켜 얻어진 열로서 방전관을 가열하여 램프를 시동. 점등하게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서, 본 고안에 의하면 나트륨 램프의 점등 시에 나트륨용 전자 안정기가 필요치 않고, 또한 수은 램프와의 교체작업이 수월해짐은 물론 수명의 연장과 제품의 품질 안정화를 실현할 수가 있다.

그리고, 상기에서 본 고안의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 고안이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 고안의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 고안의 첨부된 실용신안등록청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 본 고안의 나트륨 방전램프에 의하면, 나트륨 전용 전자 안정기의 공진회로 없이도 나트륨 방전램프를 시동시킬 수 있어, 수은램프에서 효율이 좋은 나트륨 방전램프로 교체 시에 교체 작업의 용이성과 교체 비용의 절감 및 에너지 낭비가 최소화되는 효과가 있다.

또한, 고온과 순간적인 과전압으로부터의 램프 자체가 보호됨으로써, 수명이 반영구적이고 나트륨 방전램프의 설치가 간단한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 진공상태의 벌브 공간에 배치되어 두 개의 전극으로부터 각각 도체 및 관형부싱을 통해 전압을 입력받아 점등하는 방전관을 구비한 나트륨 방전램프에 있어서:

   (1) 상기 방전관의 두 전극 중 어느 하나의 전극쪽에 상기 방전관과 소정의 거리만큼 이격 배치된 지지물;

   (2) 상기 지지물을 관통하여 상기 두 도체에 접속되며 상기 방전관과 소정 거리를 두고 서로 수직·대향 배치되어 상기 램프의 시동 때 상기 두 도체의 전압을 쇼트시켜 상기 방전관 주변으로 고열을 발생하여 방전토록 하고 상기 관 주변의 온도가 소정온도 이상일 때 상기 두 도체중 어느 하나의 도체쪽으로 복귀하여 자체 발열을 중지하는 발열시동부; 및

   (3) 상기 두 전극 중 어느 하나의 전극쪽에 위치한 관형부싱 및 상기 다른 하나의 관형부싱쪽에 전압을 공급하는 지지봉 사이에 접속되어 상기 방전관을 지지하여 주는 무저항 성분의 지지부재를 포함한 것을 특징으로 하는 나트륨 방전램프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 발열시동부는,

   (1) 상기 두 도체에 각각 접속되며 상기 방전관의 일단부에서 소정의 길이까지 그 방전관의 외벽을 따라 서로 대향으로 수직 배치되는 접촉편을 갖는 제1, 제2 피동접촉부재; 및

   (2) 일단부가 상기 제1 피동접촉부재와 상기 어느 하나의 관형부싱에 접속되며 타단부가 상기 제2 피동접촉부재의 접촉편에 접촉되어 발열한 후 상기 방전관의 주변 온도가 소정 온도 이상이 되었을 때 제1 피동접촉부재의 접촉편으로 복귀 이동하여 접촉하는 접촉편을 갖는 가동접촉부재로 구성된 것을 특징으로 하는 나트륨 방전램프.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 가동접촉부재는 열에 따라 팽창하는 바이메탈로 구성한 것을 특징으로 하는 나트륨 방전램프.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 가동접촉부재의 접촉편과 상기 어느 하나의 관형부싱을 플렉시블한 와이어로 접속한 것을 특징으로 하는 나트륨 방전램프.