KR200366480Y1

KR200366480Y1 - 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치

Info

Publication number: KR200366480Y1
Application number: KR20-2004-0021184U
Authority: KR
Inventors: 조광섭
Original assignee: 조광섭
Priority date: 2004-07-24
Filing date: 2004-07-24
Publication date: 2004-11-10

Abstract

본 고안은 외부전극 방전관을 구부려서 소정의 글자나 형상을 표시한 발광 싸인 장치에 관한 것으로서, 종래의 냉음극 형광램프를 사용한 발광 싸인 장치의 문제점을 극복하여 제작과 구동이 간편한 발광 싸인 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. 본 고안에 따른 장치는 내벽에 형광체가 도포되거나 방전기체가 채워진 유리관 및 상기 유리관의 양단에 형성된 외부전극을 포함하여 이루어진 적어도 하나의 외부전극 방전관; 상기 외부전극을 감싸는 금속 재질의 캡; 상기 금속 재질의 캡을 감싸는 절연튜브; 및 전력 공금을 위한 전원장치;를 포함하되, 상기 외부전극 방전관은 소정의 글자나 형상을 표현하도록 구부려진 것을 특징으로 한다. 여기서 외부전극 방전관은 양 끝단의 외부전극 외에 그 앞에 일정 간격으로 형성된 보조외부전극을 더 포함할 수 있다. 외부전극 방전관이 복수개 사용되는 경우 병렬로 전원장치에 연결된다.

Description

외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치{The lighting sign using the external electrode discharge tubes}

본 고안은 광고용 싸인 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 종래의 냉음극 방전관을 구부려서 소정의 글자나 형상을 제작하는 싸인 장치에서, 냉음극 방전관을 외부전극 방전관으로 대치한 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치에 관한 것이다.

종래의 냉음극 방전관을 구부려서 제작한 발광 싸인 장치에서는 방전관 내부에 전극이 있으므로 방전관의 제작이 어렵고, 이를 구동하는 전원 장치인 안정기가 복잡하고 무거워서 싸인 장치의 설치에 어려움이 있다. 또한, 종래의 냉음극 형광램프를 이용한 싸인 장치는 다수 개의 냉음극 형광램프를 병렬 연결하여 하나의 안정기로 구동이 불가능하다. 따라서 직렬 연결 방식을 이용해 하나의 안정기로 구동하며, 이로 인하여 방전 전압이 매우 높다.

본 고안에서 사용하는 외부전극 방전관은 대한민국 특허 등록번호 350014호에 잘 나타나 있다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 냉음극 형광램프의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 제작과 구동이 간편한 싸인 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 고안은 복수개의 형광램프를 병렬 연결하여 구동함으로써 방전전압이 상대적으로 낮춘 발광 싸인 장치를 제공하고자 한다.

본 고안의 또 다른 목적은 서로 다른 길이나 서로 다른 관경의 방전관 복수 개를 하나의 전원장치로 구동하는 데 있어서, 방전전압을 최소화하고, 다수 방전관 간의 휘도의 차이를 최소화하며, 고휘도와 고효율을 얻을 수 있고, 옥외 설치에 따른 안전성 문제를 해결한 싸인 장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 하나의 외부전극 방전관을 구부려서 제작한 싸인 발광 장치의 구성도

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 외부전극 방전관의 외부전극 부분의 분리 구성도

도 3a는 본 고안의 일 실시예에 따른 외부전극 방전관의 전원장치로서 하나의 트랜스포머를 사용한 회로도

도 3b는 본 고안의 일 실시예에 따른 외부전극 방전관의 전원장치로서 두개의 트랜스포머를 사용한 회로도

도 4a는 본 고안의 일 실시예에 따른 두 개의 외부전극 방전관을 구부려서 배치한 전극 배치의 구성도

도 4b는 본 고안의 일 실시예에 따른 네 개의 외부전극 방전관을 구부려서 배치한 전극 배치의 구성도

도 5는 본 고안의 제2 실시예에 따른 외부전극 방전관의 보조외부전극을 포함하는 외부전극 부분의 분리 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유리관 11 : 외부전극

12 : 전극캡 13 : 전원연결고리

14 : 전원연결선 15 : 절연튜브

20 : 전원장치 30 : 트랜스포머

31 : 1차코일 32 : 2차코일

33 : 전원 40 : 보조외부전극

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 제1 실시에에 따른 장치는 내벽에 형광체가 도포되고 방전기체가 주입되거나 혹은 방전기체 고유의 발광을 이용하기 위해 방전기체가 채워진 유리관 및 상기 유리관의 양단에 형성된 외부전극을 포함하여 이루어진 적어도 하나의 외부전극 방전관; 상기 외부전극을 감싸는 금속 재질의 캡; 상기 금속 재질의 캡을 감싸는 절연튜브; 및 전력 공급을 위한 전원장치;를 포함하되, 상기 외부전극 방전관은 소정의 글자나 형상을 표현하도록 구부려진 것을 특징으로 한다.

본 고안의 제2 실시예에 의하면 상기한 장치에 있어서, 외부전극 방전관의 외부전극 앞에 일정 간격으로 형성된 보조외부전극을 더 포함하되, 상기 보조외부전극은 플로팅 또는 접지할 수 있다.

상기한 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 장치에 있어서, 상기 외부전극 방전관 양단은 두개의 전원공급선을 갖는 전원장치에 각각 연결되고, 상기 전원장치는 수십 kHz에서 수백 kHz 대의 저주파 교류형 전압을 출력하는데, 상기 전원장치의 두개의 전원공급선은 접지에 대하여 서로 다른 (+)극성 및 (-)극성을 가지며, 상기 두개의 전원공급선에는 각각 수 백 V 대에서 최대 2 kV 이하의 전압이 인가되도록 할 수 있다. 또한 외부전극 방전관 다수 개를 구부려서 소정의 글자나 형상을 제작하되, 상기 다수개의 외부전극 방전관 각각에는 서로 다른 극성의 전원을 연결하고, 동일한 극성을 갖는 외부전극이 서로 인접하도록 배치하여, 상기 다수개의 외부전극 방전관을 병렬 연결함으로써 하나의 전원장치에 연결할 수 있다.

상기한 장치에 있어서, 외부전극 방전관의 길이가 서로 다른 복수 개를 배치하는 경우, 상기 서로 다른 길이의 외부전극 방전관을 병렬 연결하여 하나의 전원 장치에 연결하되, 상기 외부전극 방전관의 외부전극의 길이를 방전관의 길이에 비례하여 형성할 수 있다. 또한, 외부전극 방전관의 직경이 다른 복수 개를 배치하는 경우, 상기 서로 다른 직경의 외부전극 방전관을 병렬 연결하여 하나의 전원 공급 장치에 연결하되, 상기 외부전극 방전관의 외부전극의 도포 면적이 상호 동일하게 형성할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 외부전극 방전관을 구부려서 제작한 싸인 발광 장치의 구성도이다.

내벽에 형광체가 도포되고 방전기체가 주입되거나 혹은 방전기체 고유의 발광을 이용하기 위하여 방전기체가 주입된 유리관(10)을 구부려서 도 1과 같이 문자("K"자) 형태를 제작한다. 유리관 양단의 봉합부는 발광면의 뒤쪽에 위치하도록 하고, 봉합부에는 일정한 면적으로 외부전극(11)을 형성한다. 상기 외부전극(11)은 금속재의 전극캡(12)을 씌운다. 상기 전극캡(12)의 끝에는 전원연결고리(13)가 설치되고, 상기 전원연결고리(13)에 전원연결선(14)을 연결하여 전원장치(20)에 연결한다. 상기 도 1의 K자형 방전관은 K자형으로 제작된 상자 속에 넣어서 싸인 장치로 사용할 수 있다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 외부전극 방전관의 외부전극부에 대한 분리 구성도이다. 유리관(10) 양단을 구부려서 외부전극(11)을 형성한다. 외부전극(11)은 도전성 재료를 도포하여 소정의 열처리에 의하여 형성한다. 도전성 재료로는 미세한 도전성 파우더를 바인더와 함께 액상의 접착제(paste)로 만들어서 도포한다. 도전성 파우더의 재료는 은, 알루미늄, 카본 등의 분말이 사용된다. 외부전극의 도포길이는 유리관의 관경보다 길게 한다.

외부전극(11)과 전원연결선(14)의 안전한 연결을 위하여 금속재의 전극캡(12)을 외부전극(11) 위에 씌운다. 전극캡(12)의 끝에는 전원연결고리(13)를 설치하여 전원연결선(14)과 연결한다. 전극캡(12)은 캡이 유리관에서 탈착되지 않도록 캡의 내경의 크기를 선택하거나, 캡의 탄성 등을 이용한다. 상기 외부전극부의 절연과 방수 등의 안전상의 문제를 해결하기 위하여 절연튜브(15)를 씌운다. 절연튜브(15)의 재료로는 절연 및 고전압 누수 방지용 재료를 사용한다. 일반적으로 절연용 수축튜브를 사용하고 열을 가하여 유리관과의 부착력을 높인다.

도 3a 및 도 3b는 외부전극 방전관에 전원을 인가하는 전원장치(20)의 트랜스포머(30)를 나타낸 것이다. 이러한 형태의 전원 연결방식은 냉음극 형광램프를 포함한 일반 램프의 구동을 위한 것이다. 본 고안에서의 방전관에 인가하는 전압은 접지를 기준으로 양단에 서로 다른 극성의 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다. 종래에 일반적으로 사용되어온 방식대로, 양단전극 중 어느 한쪽을 접지하고 다른 한쪽 전극에 교류형 고전압을 인가하면 전기적인 불안전과 비효율을 피하기 어렵다. 특히, 복수 개의 램프를 구동함에 있어서 각각의 램프가 동시에 동작하는 것을 보장하기 위하여 도 3a 및 도 3b와 같은 방식을 채용한다.

도 3a는 하나의 트랜스포머(30)에서 1차코일(31)에 전원(33)이 연결되고, 2차코일(32)의 중단은 접지되어 2차측 코일 양단에 극성이 다른 전압이 출력된다. 도 3b에서는 두 개의 트랜스포머(30)를 사용하여 양단에 극성이 다른 전압이 출력되는데, 각각의 2차코일(32) 한쪽 끝이 접지되고, 1차코일(31)이 병렬 연결되어 전원(33)에 연결된다. 특히, 본 고안에서 외부전극 방전관을 금속재의 상자에 넣는 경우는 금속재 상자를 접지한다.

도 4a 및 도 4b는 다수 개의 램프를 배치하는 방식을 제안한다. 도 4a는 두개의 램프를 구부려서 "A"자 형상을 제작한 것이다. 그림에서 (+)극과 (-)극은 되도록 멀리 떨어져 있도록 배치하고, 동일한 극성은 상호 인접하게 배치한다. 도 4b는 4개의 서로 다른 길이의 방전관을 "G"자 형상으로 배치한 도면이다. 동일한 극성이 상호 인접하여 배치하고, 다른 극성은 상호 멀리 배치한다.

도 5는 본 고안의 제2 실시예에 따른 외부전극 방전관에 별도의 보조전극을 설치한 외부전극의 분리 구성도이다. 도 2의 외부전극 방전관에서 외부전극 앞단의 유리관 표면에 또 다른 외부전극인 보조외부전극(40)을 도포한다. 보조외부전극(40)은 외부전극(11)과 동일하게 형성하거나, 혹은 금속 테이프 등을 접착하여 형성할 수 있다. 보조외부전극(40)은 외부전극(11)으로부터 관경 이상의 거리에 위치함이 바람직하고, 그 길이도 관경 이상의 길이를 갖도록 한다. 또한 보조외부전극(40)은 유리관에 벨트(belt)형태로 도포하거나 일정한 폭으로 유리관 일부분에 유리관을 따라서 일정 면적을 도포할 수도 있다. 상기 보조외부전극(40)은 플로팅(floating) 혹은 접지한다. 상기 보조전극은 두 가지의 주요 기능을 한다. 첫째, 다수 개의 방전관을 병렬 연결하여 하나의 전원장치로 구동할 때, 각각의 방전관이 동시에 발광하는 동시동작의 효과가 있다. 둘째, 방전 전압을 낮게 하여 옥외의 낮은 기온에서도 방전이 용이하도록 한다. 특히, 본 고안자의 실험결과에 의하면 상기와 같은 보조외부전극을 설치하면 방전관의 압력이 높은 경우에 있어서 도 2의 보조전극이 없는 실시예와 비교할 때 약 10% 이상 방전 전압을 낮추는 효과가 있다.

본 고안에서의 전원장치(20)는 일반 교류 전원(AC 220 V 혹은 110 V, 주파수는 50 Hz 혹은 60 Hz, 등), 혹은 직류 전원(DC 12 V, DC 24 V 등)을 입력 전원으로 하고, 트랜스를 사용하는 AC 전압 출력의 인버터 방식을 채용한다. 상기 인버터의 1차측 코일에는 직류형 전압을 스위칭 방식으로 입력하고, 2차측 코일에서 저주파(수십 kHz에서 수백 kHz)의 교류 전원이 램프에 입력되도록 한다. 상기 인버터의 방식으로는 풀브리지, 하프브리지, 푸시풀, 블록킹 오실레이터, 로이어 방식 등을 사용할 수 있다. 상기 램프의 외부전극에 인가하는 전압은 램프의 관경과 길이에 따라서 수백 V에서 수 kV의 전압을 인가한다.

본 고안에서는 서로 다른 길이나 직경을 갖는 외부전극 방전관을 병렬 연결방식으로 연결하여 하나의 전원장치로 구동한다. 이때, 길이가 긴 램프는 길이가 짧은 램프보다 전극 길이를 더 길게 한다. 한편 관경이 큰 램프의 경우는 외부전극(11)의 도포 길이를 더 짧게하여 도포면적이 서로 동일하게 한다. 이러한 방식으로 다수의 램프를 하나의 전원장치로 구동하여 동일한 휘도와 발광의 동시성을 확보한다.

상기한 바와 같은 본 고안의 싸인 장치는 종래의 냉음극 방전관을 대체하여 간편하게 제작되는 효과가 있다. 본 고안에 따른 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치는 램프의 제조가 간단하고, 종래의 네온관에 비하여 수명이 연장되며, 안정기가 간단하여 무게가 가볍다. 또한 방전 전압이 종래에 약 10 kV 이던 것을 1 kV로 낮추었고, 노이즈도 없으며, 동시에 종래의 네온관에 비하여 전력 소모가 최대 20 % 절감되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

내벽에 형광체가 도포되고 방전기체가 주입되거나 혹은 방전기체 고유의 발광을 이용하기 위하여 방전기체가 주입된 유리관 및 상기 유리관의 양단에 형성된 외부전극을 포함하여 이루어진 적어도 하나의 외부전극 방전관;

상기 외부전극을 감싸는 금속 재질의 캡;

상기 금속 재질의 캡을 감싸는 절연튜브; 및

전력 공급을 위한 전원장치;를 포함하되, 상기 외부전극 방전관은 소정의 글자나 형상을 표현하도록 구부려진 것을 특징으로 하는 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치.
제1항에 있어서, 외부전극 방전관의 외부전극 앞에 일정 간격으로 형성된 보조외부전극을 더 포함하되, 상기 보조외부전극은 플로팅 또는 접지하는 것을 특징으로 하는 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부전극 방전관 양단은 두개의 전원공급선을 갖는 전원장치에 각각 연결되고, 상기 전원장치는 수십 kHz에서 수백 kHz 대의 저주파 교류형 전압을 출력하는데, 상기 전원장치의 두개의 전원공급선은 접지에 대하여 서로 다른 (+)극성 및 (-)극성을 가지며, 상기 두개의 전원공급선에는 각각 수 백 V 대에서 최대 2 kV 이하의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외부전극 방전관 다수 개를 구부려서 소정의 글자나 형상을 제작하되, 상기 다수개의 외부전극 방전관 각각에는 서로 다른 극성의 전원을 연결하고, 동일한 극성을 갖는 외부전극이 서로 인접하도록 배치하여, 상기 다수개의 외부전극 방전관을 병렬 연결함으로써 하나의 전원장치에 연결한 것을 특징으로 하는 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외부전극 방전관의 길이가 서로 다른 복수 개를 배치하는 경우, 상기 서로 다른 길이의 외부전극 방전관을 병렬 연결하여 하나의 전원 장치에 연결하되, 상기 외부전극 방전관의 외부전극의 길이를 방전관의 길이에 비례하여 형성하는 것을 특징으로 하는 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외부전극 방전관의 직경이 다른 복수 개를 배치하는 경우, 상기 서로 다른 직경의 외부전극 방전관을 병렬 연결하여 하나의 전원 공급 장치에 연결하되, 상기 외부전극 방전관의 외부전극의 도포 면적이 상호 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 외부전극 방전관을 이용한 발광 싸인 장치.