KR200277658Y1 - 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구에 관한 것으로, 병렬로 연결된 다수의 외부전극 형광램프를 스위칭 인버터를 통하여 단일 전원에 연결하고, 릴레이 소자를 통하여 상기 다수의 형광램프를 개별적으로 점멸함으로써, 조명등 및 광고용 네온사인으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 조명기구에 따르면 단일 전원으로 다수의 형광램프를 구동시킬 수 있으므로 조명기구의 구성을 단순화할 수 있으며, 고휘도와 고효율을 가진 조명기구를 구현할 수 있다.

Description

외부전극 형광램프를 이용한 조명기구{ILLUMINATOR USING THE ELECTRODELESS FLUORESCENT LAMPS}

본 고안은 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 외부전극 형광램프를 병렬로 연결함으로써 단일 전원으로 구동이 가능한 조명기구에 관한 것이다.

형광램프는 전극의 방전에 의해 발생된 자외선이 유리관 내면에 도포된 형광물질을 자극하여 빛(가시광선)을 발광하도록 구성되어 있으며, 광효율이 백열램프보다 우수하여 다양한 조명기구에 많이 쓰이고 있다.

그러나, 종래의 형광램프는 교류전압이 기준치 이하로 내려가면 켜지지 않기 때문에 다수개를 연결하여 사용할 경우 각 형광램프마다 별도의 전원을 연결해야 하므로, 이로 인하여 많은 형광램프가 필요한 조명기구에는 사용하기가 곤란하다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 형광램프는 다수개를 연결하여 사용할 경우 각 형광램프의 온/오프를 개별적으로 제어하는데 어려움이 있어 광고용 네온사인에는 사용할 수 없으며, 전극이 유리관 내부의 방전공간에 설치되어 있어 유리관 내부에 인가된 전압에 의하여 전극이 손상될 우려가 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 무전극형광램프의 외주면 양단부에 외부전극을 형성하고 다수의 외부전극 형광램프를 병렬로 연결함으로써 단일 전원으로 구동이 가능한 조명기구를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 다수의 형광램프를 개별적으로 점멸함으로써 광고용 네온사인에 사용할 수 있는 조명기구를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 사용되는 외부전극 형광램프를 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 고안의 제 1실시예에 따른 조명기구를 나타내는 도면.

도 3은 본 고안의 제 2실시예에 따른 조명기구를 나타내는 도면.

도 4는 본 고안의 제 3실시예에 따른 조명기구를 나타내는 도면.

도 5는 본 고안의 제 4실시예에 따른 조명기구를 나타내는 도면.

도 6은 본 고안의 제 5실시예에 따른 조명기구를 나타내는 도면.

도 7은 본 고안의 제 6실시예에 따른 조명기구를 나타내는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명*

10....외부전극 형광램프 11...유리관

13...외부전극 20, 30, 40, 100...조명기구

21, 74, 81...반사판 23...전극연결부

24...스위칭 인버터 25, 73...투광판

43...외부전극 소켓 71...상부 도광판

72...하부 도광판 75, 76...램프삽입홈

77, 78, 79...난반사홈 80... 난반사 패턴

90... 도광판 90a... 램프삽입구멍

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 조명기구는, 다수의 외부전극 형광램프를 병렬로 연결한 후 상기 병렬로 연결된 다수의 외부전극 형광램프에 스위칭 인버터를 통하여 교류전압을 인가함으로써, 단일 전원으로 다수의 형광램프를 구동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 다수의 외부전극 형광램프는 직선형, 반호형, 원통형, 스타형을 포함하여 다양한 배열형상으로 배치되며, 상기 형광램프의 유리관은 직관형, ∩형, 또는 꼬임부를 갖는 ∩형으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 다수의 외부전극 형광램프는 릴레이 소자의 온오프 동작에 의하여 개별적으로 점멸되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 외부전극 형광램프의 상부 및 하부에는 빛의 휘도를 균일하게 하기 위한 도광판이 배치되며, 상기 외부전극 형광램프의 하부에 빛의 반사율 향상을 위하여 돌출부가 형성된 반사판이 배치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 이해를 돕기 위하여 외부전극 형광램프 및 스위칭 인버터에 대하여 간단히 설명한다.

외부전극 형광램프는 무전극 형광램프의 외주면 양단부에 외부전극을 형성한 것으로, 이는 특허출원번호 제2000-0083512호(이하 '83512호라 함) "외부전극 형광램프를 포함하는 백라이트 및 구동방법" 에 상세히 설명되어 있으며, 이를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

도 1(a)에 도시된 바와 같이, 상기 외부전극 형광램프(10)는 직경이 수 mm인 실린더형 유리관(11)과 상기 유리관(11)의 양단부를 감싸도록 형성된 외부전극(13)을 포함하는데, 상기 유리관(11)의 내주벽에는 형광체(12)가 도포되어 있으며, 불활성 기체나 수은(Hg) 등으로 이루어진 방전가스(discharge gas)가 주입된 후 양단부가 밀봉된다. 상기 외부전극(13)은 전기저항이 적은 도전성 재료, 예를 들면 알루미늄, 은, 구리 등으로 형성되는데, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 L자형, C자형, 나선형, 파동형 등 다양한 형상으로 구현이 가능하다.

한편, 램프를 구동하는 전원 공급장치인 인버터는 크게 스위칭 방식의 인버터와 LC 공진형 인버터로 나뉠 수 있는데, 고휘도를 목적으로 다수의 형광램프를 단일 인버터로 구동하는 경우는 스위칭 방식의 인버터를 통하여 구형파 전원을 인가하며, 저전력 소비를 목적으로 단일 형광램프나 수개의 형광램프를 구동하는 경우는 LC 공진형 인버터를 통하여 정현파 전원을 인가한다.

상기 스위칭 인버터는 풀브릿지 방식, 하프브릿지 방식, 푸시풀 방식, 그리고 다중진동 방식 등 여러 가지 방식을 채용할 수 있는데, 상기 스위칭 인버터 역시 상기 '83512호에 상세히 설명되어 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 조명기구를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안의 제 1실시예에 따른 조명기구(20)를 나타내는 도면으로서, 단일 전원으로 다수의 외부전극 형광램프(10)를 구동함으로써 조명등으로 사용할 수 있도록 구성되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 제 1실시예에 따른 조명기구(20)는 다수의 외부전극 형광램프(10), 반사판(21), 전극연결부(23), 스위칭 인버터(24), 및 투광판(25)을 포함한다.

상기 반사판(21)은 다수의 외부전극 형광램프(10)로부터 방출된 빛을 반사하기 위한 것으로서, 상기 반사판(21)의 홈에 다수의 외부전극 형광램프(10)들이 소정 간격으로 나란히 배치되어 고정되며, 형광램프(10)의 배열형상에 따라 형광램프(10)를 다른 고정수단으로 고정할 수도 있다.

상기 형광램프(10)의 외부전극(13)들은 도전체로 이루어진 전극연결부(23)를 통하여 병렬로 연결되는데, 상기 전극연결부(23)의 형상은 형광램프(10)의 배열형상에 따라 변형이 가능하다.

상기 스위칭 인버터(24)로부터 출력된 구형파가 전극연결부(23)를 통하여 병렬 연결된 다수의 외부전극 형광램프(10)에 동시에 인가되면, 각 형광램프(10)는 균일한 휘도의 빛을 발광하게 된다.

상기 투광판(25)은 다수의 외부전극 형광램프(10)를 보호하는 동시에 다수의외부전극 형광램프(10)로부터 방출된 빛을 투광시키기 위한 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 그 위에 각종 글자, 그림을 직접 그리거나 광고용 문구가 인쇄된 필름(25a)을 부착하여, 고급 실내조명등, 건축물의 비상구 조명등, 의료기관의 수술실 조명등, X선 필름 판독용 백라이트 등의 조명등으로 사용할 수 있다.

도 3은 본 고안의 제 2실시예에 따른 조명기구(30)를 나타내는 도면으로서, 외부전극 형광램프(10)들의 배열형상만 도 2와 다를 뿐 다른 구성요소는 동일하며, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 다수의 외부전극 형광램프(10)는 반호형을 포함하여 다양한 배열형상으로 배치될 수 있다.

도 4는 본 고안의 제 3실시예에 따른 조명기구(40)를 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 원통형으로 배치된 다수의 유리관(11)들은 각각 외부전극 소켓(43)의 다수의 홈(43a)에 삽입되는데, 상기 외부전극 소켓(43)은 상기 다수의 외부전극(13)과 전극연결부(23)를 일체형으로 구성한 것으로, 외부전극(13)과 마찬가지로 도전성 재료로 형성되어 있다.

따라서, 상기 외부전극 소켓(43)을 통하여 다수의 유리관(11)들이 병렬로 연결되므로 단일 전원으로 다수의 형광램프를 구동할 수 있으며, 상기 외부전극 소켓(43) 외에 다른 구성요소는 도 2의 구성요소와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 5는 본 고안의 제 4실시예에 따른 조명기구(50a, 50b)를 나타내는 도면으로서, 외부전극 형광램프(10)의 유리관(11) 형상만 도 2와 다를 뿐 다른 구성요소는 동일하며, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 외부전극 형광램프(10)의 유리관(11)은 직관형 외에 ∩형 또는 꼬임부(14)를 갖는 ∩형으로 제조될 수 있다.

도 6은 본 고안의 제 5실시예에 따른 조명기구(60a, 60b, 60c)를 나타내는 도면으로서, 다수의 외부전극 형광램프(10)를 개별적으로 점멸함으로써 광고용 네온사인으로 사용할 수 있는 점에 특징이 있으며, 그 외 다른 구성요소는 도 2와 동일하다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이, 문자 또는 숫자 표시를 위해 L자형으로 형성된 다수의 형광램프(10) 외부전극(13)(도 1(b) 참조)을 반사판(81)의 전극삽입구멍(미도시)에 삽입하여 다수의 형광램프(10)를 반사판(81)에 고정시킨다. 그 다음, 상기 고정된 다수의 형광램프(10) 외부전극에 스위칭 인버터를 통하여 교류형 전원을 인가하고, 릴레이 소자의 온오프 동작에 의하여 각각의 형광램프(10)를 개별적으로 점멸한다.

여기에서, 상기 다수의 형광램프(10)는 스위칭 인버터(24)를 통하여 각각 단일 전원에 연결되거나 개별 전원에 연결될 수 있는데, 개별 전원에 연결된 경우 다수의 스위칭 인버터(24)를 통하여 교류형 전원을 형광램프(10)에 각각 인가한 후 다수의 릴레이 소자를 온오프시켜 형광램프(10)를 개별적으로 점멸하며, 단일 전원에 연결된 경우 하나의 스위칭 인버터(24)를 통하여 교류형 전원을 형광램프(10)에각각 인가한 후 하나의 릴레이 소자를 온오프시켜 형광램프(10)를 개별적으로 점멸한다.

또한, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 상기 외부전극 형광램프(10)의 유리관(11)을 숫자형상으로 제작하고 상기 숫자형상의 형광램프(10)를 각각 개별적으로 점멸하여 표시장치(60b)로 사용하는 것도 가능하며, 도 6(c)에 도시된 바와 같이 다수의 형광램프(10)를 스타형으로 배치하고 각각의 형광램프(10)를 개별적으로 점멸하여 장식용 조명기구(60c)로 사용하는 것도 가능하다.

도 7은 본 고안의 제 6실시예에 따른 조명기구(100)를 나타내는 도면으로서, 다수의 외부전극 형광램프(10)로부터 방출된 빛을 투광판(73)에 균일하게 분포시킴으로써 광고용 네온사인의 광효율을 더 높일 수 있는 점에 특징이 있으며, 그 외 다른 구성요소는 도 2와 동일하다.

도 7(a) 및 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 상기 외부전극 형광램프(10)의 상부 및 하부에는 상부 도광판(71) 및 하부 도광판(72)이 배치되는데, 상기 상부 및 하부 도광판(71)(72)에는 각각 다수의 외부전극 형광램프(10)를 삽입할 수 있는 램프삽입홈(75)(76)이 형성되어 있다.

상기 상부 및 하부 도광판(71)(72)은 다수의 외부전극 형광램프(10)로부터 방출된 빛을 균일하게 분포시켜 주는 역할을 하는 것으로서, 아크릴이나 플라스틱, PMMA 등의 수지로 되어 있는데, 투명한 재질 또는 빛을 확산하는 반투명 재질로 할 수 있으며, 특히 다양한 색상의 광고 표현을 위하여 여러 가지 칼라가 채용된 재질인 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부 및 하부 도광판(71)(72)은 평판형 외에 곡면, 실린더형상으로 형성하는 것도 가능하다.

상기 상부 및 하부 도광판(71)(72)의 램프삽입홈(75)(76)들 사이에는 각각 난반사홈(77)(78)이 형성되어 있으며, 상기 난반사홈(77)(78)들은 다수의 외부전극형광램프(10)로부터 방출된 빛을 난반사시켜 빛의 휘도를 균일하게 한다.

상기 상부 도광판(71)의 위에는 외부전극 형광램프(10)로부터 방출된 빛을 투광시키는 투광판(73)이 배치되며, 상기 하부 도광판(72)의 아래에는 형광램프(10)로부터 방출된 빛을 반사하는 반사판(74)이 배치된다. 상기 투광판(73)의 상면에는 광고용 문구가 인쇄된 필름(73a)이 부착될 수 있는데, 상기 투광판(73) 및 반사판(74) 모두에 광고용 문구를 표시하고자 할 경우에는 상기 하부 도광판(72)의 아래에 반사판(74) 대신 투광판(73)을 배치한 후 광고용 문구가 인쇄된 필름(73a)을 부착하면 된다.

또한, 도 7(c)에 도시된 바와 같이 상기 하부 도광판(72)의 상면 외에 하부 도광판(72)의 하면에도 난반사홈(79)을 형성할 수 있으며, 도 7(d)에 도시된 바와 같이 상기 난반사홈(78, 79) 대신 하부 도광판(72)의 상하면에 난반사물질을 점, 라인 등 다양한 형태로 프린팅하여 난반사 패턴(80)을 형성할 수도 있다.

또한, 도 7(e)에 도시된 바와 같이, 상기 상부 및 하부 도광판(71)(72) 대신에 단일층의 도광판(90)을 사용할 수도 있는데, 이 경우 상기 도광판(90)에는 상기 다수의 외부전극 형광램프를 삽입할 수 있도록 램프삽입구멍이 형성되어 있다. 바람직하게, 상기 다수의 외부전극 형광램프(10)로부터 방출된 빛의 반사효율을 높이기 위하여 상기 반사판(74)에 삼각형상의 돌출부(74b)를 형성할 수도 있는데, 이 경우 도광판(90)에는 상기 반사판(74)의 돌출부(74b)에 대응되는 형태의 홈(90b)이 형성된다.

따라서, 상기 도광판에 의하여 다수의 외부전극 형광램프(10)로부터 방출된빛이 투광판(73)에 균일하게 분포되며, 반사판의 돌출부에 의하여 빛의 반사효율이 향상되므로, 광고용 네온사인으로 사용되는 조명기구의 광효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 외경이 수 mm인 다수의 외부전극 형광램프를 병렬로 연결한 후 상기 병렬 연결된 다수의 외부전극 형광램프에 스위칭 인버터를 통하여 100 kHz 이하의 교류형 단일 전원을 인가함으로써, 30,000 nit 이상의 고휘도와 70 lm/W 이상의 고효율을 가진 조명기구를 제작할 수 있으며, 유리관 내부에 인가되는 전압에 의해 전극이 손상될 우려가 없으므로 형광램프의 수명을 향상시킬 수 있다.

본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 고안의 조명기구에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 단일 전원으로 다수의 형광램프를 구동시킬 수 있으므로, 각 형광램프마다 별도의 전원을 연결해야 하는 종래의 조명기구에 비하여 조명기구의 구성을 단순화할 수 있다.

둘째, 고휘도와 고효율을 가진 조명기구를 구현함으로써 고급 실내조명등, 건축물의 비상구 조명등, 의료기관의 수술실 조명등, X선 필름 판독용 백라이트 등의 조명등으로 사용할 수 있으며, 투광판 위에 광고용 문구가 인쇄된 필름을 부착하여 광고용 조명등으로도 사용할 수 있다.

셋째, 다수의 외부전극 형광램프를 릴레이 소자의 온오프 동작에 의하여 개별적으로 점멸함으로써 광고용 네온사인으로 사용할 수 있다.

넷째, 도광판에 의하여 다수의 외부전극 형광램프로부터 방출된 빛을 균일하게 분포시키고 반사판에 돌출부를 형성하여 빛의 반사효율을 향상시킴으로써, 조명기구의 광효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

다섯째, 무전극 형광램프의 외주면 양단부에 외부전극이 형성되어 유리관 내부에 인가되는 전압에 의해 전극이 손상되지 않으므로, 종래의 일반 형광등이나 네온사인 간판용 형광램프에 비하여 형광램프의 수명을 향상시킬 수 있다.

Claims (12)

1. 다수의 외부전극 형광램프를 포함하는데, 상기 외부전극 형광램프는 방전기체가 주입되고, 내주벽에 형광체층이 도포되며, 양단부가 봉입된 유리관 및 상기 유리관의 외주면 양단부를 감싸도록 형성된 외부전극을 포함하며;

   상기 다수의 외부전극 형광램프로부터 방출되는 빛을 반사하는 반사판;

   상기 외부전극 형광램프의 외부전극을 병렬로 연결하기 위한 다수의 전극연결부;

   상기 전극연결부를 통하여 상기 외부전극에 교류형 전압을 인가하는 인버터; 및

   상기 다수의 외부전극 형광램프를 보호하며, 상기 다수의 외부전극 형광램프로부터 방출된 빛을 투광시키는 투광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 외부전극 형광램프는 상기 인버터를 통하여 각각 단일 전원에 연결되거나 개별 전원에 연결되며, 릴레이 소자의 온오프 동작에 의하여 개별적으로 점멸되는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
3. 제 1항에 있어서, 상기 형광램프의 외부전극은 캡슐형, L자형, C자형, 나선형, 또는 파동형으로 제조되며, 상기 형광램프의 유리관은 직관형, ∩형, 또는 꼬임부를 갖는 ∩형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
4. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 외부전극 형광램프는 직선형, 반호형, 원통형 또는 스타형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
5. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 외부전극 형광램프는, 문자 또는 숫자 표시를 위해 L자형의 외부전극을 포함하는데, 상기 L자형 외부전극은 상기 반사판의 전극삽입구멍에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
6. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 외부전극 및 전극연결부는 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
7. 제 1항에 있어서, 상기 외부전극 형광램프의 상부 및 하부에 배치되며, 상기 다수의 외부전극 형광램프를 삽입할 수 있는 램프삽입홈이 형성된 상부 도광판 및 하부 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
8. 제 7항에 있어서, 상기 상부 및 하부 도광판의 램프삽입홈들 사이에는 상기 다수의 외부전극 형광램프로부터 방출된 빛을 난반사시키는 난반사홈 또는 난반사 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
9. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 외부전극 형광램프를 삽입할 수 있도록 램프삽입구멍이 형성된 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
10. 제 1항 또는 제 9항에 있어서, 상기 반사판에는 빛의 반사율 향상을 위하여 돌출부가 형성되고, 상기 도광판에는 상기 반사판의 돌출부에 대응되는 형태의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
11. 제 7항 또는 제 9항에 있어서, 상기 도광판은 칼라가 채용된 재질인 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.
12. 제 1항에 있어서, 상기 반사판은 상기 투광판으로 대체 가능한 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프를 이용한 조명기구.