KR920003360B1 - 저압 수은증기 방전등 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

저압 수은증기 방전등

제1도는 본 발명의 저압 수은 증기 방전등의 제1실시예를 도시한 단면도.

제2도는 제1도의 주요부의 치수 부분을 도시한 단면도.

제3도는 제2실시예의 단면도.

제4도는 제3도의 주요부의 치수 부분을 도시한 단면도.

제5도는 상기 양실시예에 공통적으로 사용되는 아말감과 비교되는 아말감 및 순 수은의 수은 증기압 곡선 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 벌브 2 : 방전로

3 : 형광막 4 : 스템

5 : 주 아말감 6 : 보조 아말감

11, 16 : 유리 벌브 12 : 선단면

13 : 연통부 14 : 반환부

16, 17 : 글곡부 18 : 굴곡 귀퉁이부

41 : 리드선 42 : 필라먼트

본 발명은 방전로의 중간에 반환부를 가지며, 양단을 동일 방향으로 행하여 구성하여 양단이 중력선에 대하여 상하 어느 한 방향을 향해서 점등되는 저압 수은 중기방전등으로써, 사용시의 양단의 방향이나 주위 온도가 변화해도 양호하게 시동하고 또 높은 효율을 유지할 수 있는 저압 수은 증기 방전등에 관한 것이다.

종래에는 예컨대 형광 램프에 있어서, 방전로 양단이 같은 방향으로 있고, 또 이 양단과 반대 방향으로 적어도 1개의 반환부를 가지는 것이 사용되고 있다. 이것은 고온시 관내의 수증기 기압이 너무 높아지는 결점이 있다.

예컨대, 특개소 55-133744호 공보에 기재되어 있는 이른바 H관 타입의 것은 2개의 직관형 벌브의 중간부를 연통부를 통하여 접합하여 H자형의 반환부를 형성하고, H자의 선단부 내면에 최냉부를 형성하여 여분이 수은을 응축하고, 이것에 의하여 관내이 수은 증기 기압을 제어하도록 구성되어 있다.

또, 예컨대 특개소 57-17484호 공보에 기재되어 있는 타입의 것은 직관형벌브의 중간부를 굴곡시켜서 U자형의 반환부를 형성하고, 벌브 직관부의 내경을 D₁, 굴곡부 정상부의 내경을 D₂, 굴곡도중부의 내경을 D₃으로 할 경우에,

을 만족하도록 구성하여 굴곡도중부의 외각부내의 내면에 최냉부를 형성하고, 여분의 수은을 응축시켜서 관내 수은 증기압을 제어하도록 구성하고 있다.

그러나, 이들 두가지 종래 기술에 있어서는, 최냉부는 자연 냉각에 따르고 있기 때문에, 반환부를 중력선에 대하여 상방향으로 위치시켜서(베이스 다운)점등할 경우와 하방으로 위치시켜서(벵스 업) 점등하는 경우에는 주위 온도가 같아도 최냉부 온도가 다르고, 더우기 베이스 다운 상태에서 점등한 경우에 응축한 수은의 액적이 전극으로 적하하여 밝기가 변동되고 또 전극을 손상할 우려가 있다.

이들의 해결 방법으로서, 예컨대 특개소 60-225346호 공보에서 볼수 있는 바와 같이, 상술한 두가지 종래 기술의 램프에 수은 증기 압 제어용의 아말감 사용을 부가하여 베이스 다운 상태에서 점등하여도 응축한 수은의 액적이 낙하하지 않도록한 저압 수은 증기 방전등이 개발되었다.

상술한 개량된 방전등에 있어서는 최냉부의 수은 응축력이 강하기 때문에 그 이상으로 응축력(아말감이 수은 증기를 흡수 고정하는 능력)이 강한 아말감을 사용하지 않으면 안되고 이로인해, 그와는 반대로 저온 상태에서는 수은 방출이 약하고, 시등불량, 점등하지 않음 혹은 조기 혹화등의 단점이 있게 된다. 그렇다고 아말감의 수은 응축력을 약하게 하면 베이스 다운 상태시, 수은이 상기 최냉부에응축하여 이 수은이 적하하는 문제를 해결할 수 없다.

따라서, 본 발명이 과제는 수은 적하의 염려가 없고, 베이스 방향의 여부에도 불구하고 동일하게 수은 증기압을 양호하게 제어할 수 있고, 또한 주위온도가 대폭으로 변화해도 양호하게 시등하고, 고효율을 유지할 수 있는 저압수은 증기 방전등을 제공하는 것이다.

본 발명은 베이스 다운 상태에서나 베이스 업 상태에서 동일하게 유지되고, 베이스 방향이나 주위 온도가 변해도 양호하게 시동하고 고효율을 유지할 수 있는 저압 수은 증기 방전등을 제공하는 것을 목적으로 하고, 특히 청구 범위 제1항은 방전로의 반환부 근방의 벌브내면에 최냉부를 형성하고, 또 단부의 벌브 내면에 아말감을 설치한 저압 수은 증기 방전등에 있어서, 최냉부와 아말감의 양자 모두 그 수은 응축력을 적당히 약하게 하여 목적을 달성한 것이다. 또, 청구범위 제2항은 H자형 반환부를 가지는 저압 수은 증기 방전등에 있어서, 최냉부를 구성하는 H자형 반환부분의 치수를 결정함으로써 최냉부의 수은 응축력을 아말감의 응축력에 대응시킨 것이다. 또한, 청구 범위 제3항은 U자형 반환부를 가지는 저압 수은 증기 방전등에 있어서, 최냉부를 구성하는 U자형 반환부분의 치수를 결정하므로써, 최냉부의 수은 응축력을 아말감의 응축력에 대응시킨 것이다.

본 발명의 반환형의 저압 수은 증기 방전등에 있어서는 저온시의 순수은에 가까운 수은 증기압 특성을 나타내고, 또 고온시는 아말감 특유의 수은 증기압 특성을 나타내기 때문에, 수은 응축력이 약한 아말감을 사용하고 있다. 이 때문에, 반환부의 수은 응축력이 지나치게 강하면 베이스 다운 점등의 경우에도 수은이 응축해 버린다.

따라서, 본 발명에 있어서는, 반환부 근방의 최냉부의 냉각 능력을 적당히 약하게 할 경우, 베이스 다운 상태에서는 반환부의 온도가 상승하여 수은 응축이 없어지고, 이 경우의 수은 증기압은 다른 최냉부 또는 아말감에 의하여 제어된다. 또, 베이스 업 상태인 경우는 반환부 근방이 최냉부로 됨으로, 수은 증기압은 이 최냉부의 온도 또는 아말감에 의하여 결정된다(증기압의 낮은 쪽에 의하여 제어된다).

[실시예]

본 발명의 상세를 도시한 실시예에 의하여 설명한다. 제1도는 본 발명을 적용하여 이루어진 H자형 형광램프를 표시하는데, 그 도면에 있어서, (1)은 H자형 벌브, (2)는 벌브(1)의 내부 공간에 형성된 방전로, (3)은 벌브(1)의 내면에 형성된 형광막, (4)는 상기 벌브(1)의 양단을 폐쇄하는 스템, (5)는 벌브(1) 단부에 설치된 주 아말감, (6)은 스템(4)에 부착된 보조 아말감이다.

상기 벌브(1)는 2개의 직관형 유리 벌브(11)를 병행 배치하고, 그 반환 예정부의 선단면(12)을 폐쇄하고, 또 단면(12) 근방의 측면 사이에 연통부(13)를 형성하여 양유리 벌브(11)를 결합하는 동시에 방전로(2)를 H자형에 연통시켜서 반환부(14)를 형서하고 있다.

상기 스템(4)은 한쌍의 리드선(41)이 관통하여 그 내부 단자 사이에 필라먼트(42)를 장착하고, 배기관(43)내에 주 아말감(5)을 충전하는 동시에, 리드선의한편 리드선(41)에 보조 아말감(6)을 부착하고 있다.

그리고, 상기 반환부(14)(형광막은 제외)를 제2도에 도시한다. 도면에서 연통부(13)의 중심선(15)과 선단면(12) 내벽과의 거리를 L, 유리 벌브(11)의 직선 부분의 관내경을 D₁으로 하면

인 관계가 있다.

또, 상기 주 아말감(5)은 고상-액상 공존 온도에 있어서의 수은 증기압이 0.01 Torr 이상인 각종 아말감을 선택하여 사용하고 있다. 통상 이런 종류의 아말감의 공존 온도는 약 80∼130℃ 이다. 이와 같은 아말감의 몇가지 예와 그 수은 증기압의 특성을 제5도에 도시한다. 도면에서 곡선 Ⅰ은 Bi(54.2중량%). Pb(41.8중량%)·Hg(4.0중량%)으로 표시되는 아말감의 증기압 곡선을, 점 C₁은 그 고상-액상 공존 온도에서의 증기압을 나타내고; 곡선 Ⅱ는 Bi(53.2중량%). Pb(40.9중량%)·In(1.9중량%)·Hg(4.0중량%)으로 표시되는 아말감의 증기압 곡선을, 점 C₂는 그 고상-액상 공존 온도에서의 증기압을 나타내며; 곡선 Ⅲ은 Bi(51.6중량%)·Pb(36.9중량%)·In(4.8중량%)·Hg(4.0중량%)으로 표시되는 아말감의 증기압 곡선을, 점 C₃는 그 고상-액상 공존 온도에서의 증기압을 나타내고; 곡선 Ⅳ는 Bi(48.9중량%)·Pb(37.5중량%)·In(9.6중량%)·Hg(4.0중량%)으로 표시되는 아말감의 증기압 곡선을, 점 C₄는 그의 고상-액상 공존 온도에서의 증기압을 나타내며; 곡선 Ⅴ는 비교를 위하여 표시한 Bi(64.3중량%)·In(31.7중량%)·Hg(4.0중량%)으로 표시되는 아말감의 증기압 곡선을, 점 C₅는 그 고상-액상 공존 온도에서의 증기압을 나타내고; 곡선 Hg는 순수은의 증기압 곡선을 나타낸다. 이 도면에서 명백한 바와 같이, 실시예 1 내지 Ⅳ의 아말감은 모두 고상-액상 공존 온도에서의 증기압 c₁내지 C₄이 0.01 Torr 이상이고, 이에대하여 비교예인 Ⅴ의 아말감은 고상-액상 온도에서의 증기압 C₅가 0.003(3×10^-3)Torr이다.

다음에 본 실시예 형광 램프의 작용을 설명한다.

본 실시예에서 형광 램프의 반환부(14)는 상술한 바와 같이 한정되어 있으므로, 약한 냉각 능력을 갖는다. 따라서, 상온 분위기의 베이스 업 상태에서 점등하면, 반환부(14)가 중력선에 대하여 하방에 위치하고, 대류의 영향을 받지않고 자연냉각에 의하여 적당한 온도로 냉각되고, 선단면(12)내면에 최냉부가 형성된다. 관내의 수은 증기압은 최냉부이 수은 증기압이거나 또는 아말감의 소정의 위치에서 가까운쪽에 의하여 제어된다. 주 아말감은 상방에 있기 때문에 통상의 반환부 보다도 고온이 되고, 아말감의 수은 증기압은 너무 높아서 관내 수은 증기압이 제어되지 않는다. 그러나, 주위 온도가 높게된 때에는 순수은에 의한 수은 증기압 보다도 아말감에 의한 수은 증기압쪽이 낮아지는 경향이 있고 이 경우에는 아말감에 의하여 수은 증기압이 제어된다.

또 이 실시예의 형광 램프를 베이스 다운 상태에서 점등하면 반환부(14)가 중력선에 대하여 상방에 위치하고 대류에 의하여 가열되므로 자연 냉각에 의하여 충분히 냉각되지 않고 최냉부는 변환부(14)이외의 부분, 예컨대, 관단부에 형성되고, 더욱이 이 최냉부 온도에서는 수은 증기압이 과도하게 높아진다. 그러나, 이 형광 램프에서는 상술한 바와 같이, 주아말감(5)의 고상-액상 공존 온도에서의 증기압이 0.01 Torr 이상이므로 주아말감(5)이 중력선에 대하여 하방에 있고, 비교적 저온이기 때문에 제5도에서 도시된 바와 같이 적당한 수은 증기압을 갖고, 관내 수은 증기압을 적정하게 유지하고, 게다가 반환부(14)에서 수은이 응축하지 않으므로 적하할 염려도 없다. 아울러, 주위 온도가 과도하게 높아도 관내 수은 증기압이 지나치게 높아지는 일이 없다.

이와 같이, 본 실시예의 형광 램프는 베이스 업 상태로 점등하여도 혹은 베이스 다운 상태에서 전등하여도 어느 경우든 관내 수은 증기압을 정상적으로 유지할 수 있고, 또한 주위 온도가 변화해도 관내 수증 증기압이 그다지 변화하지 않으므로, 시동 특성이 양호하여 고효율을 유지할 수 있다.

다음에 제2실시예를 제3도 및 제4도에 도시한다. 이것은 본 발명을 적용하여 이루어지는 U자형 형광램프로서 방전로(2)의 반환부(14)에 특징이 있고, 기타는 모두 제1도에 도시한 H자형 형광 램프와 같으므로 서로 다른 점만을 상술한다. 즉 벌브(1)는 긴 직관형 유리 벌브(16)의 중간부를 U자형으로 굴곡하여 굴곡부(17)를 형성한 것이며, 기타 동일 부분에는 동일부호를 붙여서 설명을 생략한다. 그리고, 제4도에 보이는 바와 같이, 벌브(1)의 직관부의 내경을 D₁, 굴곡부(17) 정상부의 내경을 D₂, 굴곡도중부의 내경을 D₃로 할때,

인 관계를만족시키고, 다시 주 아말감은 상술한 제1의 실시예와 같은 Ⅰ 내지 Ⅳ의 아말감을 사용하고 있다.

이것도 반환부(14)의 냉각 능력이 적당하게 약하게 구성되어 있으므로, 베이스 업 상태에서 점등하면 반환부(14)가 아래쪽으로 위치하여 자연 냉각되고 굴곡 귀퉁이부(18)에 최냉부가 형성된다. 관내의 수은 증기압은 이 최냉부의 순 수은의 증기압과 아말감의 수은 증기압과의 낮은쪽에 의하여 제어된다. 주위 온도가 상온의 경우, 최냉부에 수은이 응축하고 주위 온도가 높을 때에는 아말감에 의하여 제어되는 경향이 있다. 이와 같은 제어 기구에 의하여 관내의 수은 증기 압력을 적정하게 간직한다. 또 베이스 다운 상태에서 점등하면, 최냉각부가 반환부(14) 이외의 부위에 형성되어서 반환부(14)에서는 수은 응축온도에 도달하지 않으나 다른 부위에 최냉각부가 형성되어 있는 동시에 아말감을 사용하고 있으므로, 이 최냉부 또는 아말감(5)에 의하여, 관내 수은 증기압을 적당한 범위로 유지한다. 이 때문에 본 실시예의 U자형 형광등에 있어서도 전술한 H자형 형광등의 경우와 같이 베이스 업 상태와 베이스 다운 상태에서도 동일하게 넓은 주위 온도범위에 걸쳐서 관내 수은 증기압을 정상으로 유지할 수 있고, 또한 주위 온도가 변화하여도 관내 수은 증기압이 과도하게 변화하지 않으므로, 항상 시동 특성이 양호하고 효율이 높다.

그런데, 상기 양실시예에 있어서, 각각 반환부(14)의 형상을 기하학적으로 한정하였으나, 이것은 전술한 바와 같이, 베이스 업 상태인 때 반환부 근방이 최냉부가 되고 베이스 다운 상태인때 반환부(14)가 최냉부로 되지 않도록 하는 조건인데, 당연한 일이지만 형상이 다르면 그 형상에 따른 크기가 요구된다.

또, 주 아말감의 공존 온도에서의 증기압이 0.01Torr 이상인 것에 한정한 것은 이것보다 수은 응축력이 강한 아말감을 사용하면 베이스 톱 상태에서 사용할 경우에도 관내 수은 증기압은 주 아말감에 의하여 일원적으로 제어되어서 지나치게 내려가고 반환부에 최냉부가 형성되어도 작용하지 않게 되기 때문이다. 또 아말감은 수은 응축력이 약한 순 수은을 사용한 경우에 비하여, 베이스 다운 상태에 있어서도 아말감에 의한 수은 증기압 제어가 약하고 관내에 있어서의 수은 증기압이 지나치게 높아지는 일이 없다. 따라서, 본 발명에 있어서는 베이스 업 상태에 있어서만이 반환부 근방에 최냉부가 형성되는 일과 베이스 다운 상태에 있어서만이 필요한 아말감의 응축력을 발휘할 수 있는아말감을 선정하는 일을 동시에 실현하는 것이 필요하다.

또, 본 발명에 있어서 방전로가 M자형이나, 안장형으로 이루어진 것이 양호한데 중요한 것은 방전로의 양단이 같은 방향에 있고 또 이 양단과 반대 방향으로 적어도 1개의 반환부를 지니는 것이면 양호하고 또 본 발명은 자외선용 방전등에도 적용하여 동일한 효과가 있다.

이와 같이 본 발명의 저압 수은 증기 방전등에 있어서의 청구 범위 제1항은 양단이 같은 방향에 있고 또 이 양단과 반대 방향으로 적어도 1개의 반환부를 가지는 방전로의 단부에 아말감을 배치 설정한 것에 있어서, 상온에서 벌브는 반환부가 중력선에 대하여 하측에 위치하여 점등될 경우 반환부 근방의 벌브내면이 최냉부가 되고, 또 이 반환부가 중력선에 대하여 상측에 위치하여 점등될 경우 반환부 이외의 벌브 내면이 최냉부가 되는 형상을 지니고 있는 또 아말감 고상-액상 공존 온도에 있어서의 수은 증기압 0.01 Torr 이상이 되도록 하였으므로, 베이스 업 상태에서 점등한 경우에는 반환부 근방에 형성된 최냉부의 수은 증기압 또는 아말감의 어느 낮은 쪽의 수은 증기압에 의하여 관내 수은 증기압이 제어되고 또 베이스 다운 상태에서 점등한 경우에는 반환부 이외의 최냉부 또는 아말감의 수은 응축력에 의하여 관내 수은 증기압이 제어된다. 이 때문에 어느 경우든 수은 증기압이 넓은 온도 범위에 걸쳐서 적정치로 유지된다. 또 이로인해 시동 특성의 발광 효율이 모두 양호하다. 또 베이스 다운 상태에서 점등하여도 수은의 적하가 없다. 또 청구 범위 제2항은 H자형 저압 수은 증기 방전등에 있어서, 반환부가 소정치수 관계를 가지도록 하여, 동일한 효과를 얻도록 한 것이다. 또한 청구범위 제3항은 U자형 저압 수은 증기가 방전등에 있어서, 반환부가 소정 치수 관계를 가지도록 하여 동일한 효과를 얻는 것이다.

Claims (3)

1. 양단이 같은 방향으로 있고, 이 양단과 반대 방향으로 적어도 1개의 반환부(14)를 갖는 연속 방전로(2)를 형성한 유리 벌브(11,16)와 상기 방전로의 양단부에 설치한 한쌍의 전극(42)과, 상기 양단 방향의 벌브 단부에 설치한 수은 증기압 제어용의 아말감(5)을 구비한 저압 수은 증기 방전등에 있어서, 상기 벌브(11,16)는 상온 분위기에 있는 상기 반환부(14)가 중력선에 대하여 하측에 위치하여 점등될 경우 이 반환부 근방의 벌브 내면이 최냉부가 되고, 상기 반환부(14)가 중력선에 대하여 상측으로 위치하여 점등될 경우 이 반환부(14) 이외의 벌브 내면이 최냉부로 되는 형상을 포함하고, 상기 아말감(5)은 고상-액상 공존 온도에 있는 수은 증기압이 0.01 내지 0.2Torr인 것을 특징으로 하는 저압 수은 증기 방전등.
2. 양단이 같은 방향에 있고, 이 양단과 반대방향으로 적어도 1개의 반환부(14)를 갖는 연속 방전로(2)를 형성한 유리 벌브(11)와, 상기 방전로(2)의 양단부에 설치한 한쌍의 전극(42)과, 상기 양단 방향의 벌브 단부에 설치한 수은 증기압 제어용의 아말감(5)을 구비한 저압 수은 증기 방전등에 있어서, 상기 벌브는 방전로의 양단과 반대 방향에 있는 반환부(14)가 2개의 직관형 벌브의 연통부(13)를 통하여 접합되어 있고, 이 연통부(13)의 중심선과 방전로에 벗어난 직관 부분의 선단부(12)내벽과의 거리 L가 직선 부분의 관내경 D₁에 대하여,

   

   인 관계를 만족하고, 상기 아말감(5)은 고상-액상 공존 온도에 있어서의 수은 증기압이 0.01 내지 0.2 Torr인 것을 특징으로 하는 저압 수은 증기 방전등.
3. 양단이 같은 방향으로 있고 이 양단과 반대 방향으로 적어도 1개의 반환부(14)를 가지는 연속 방전로(2)를 형성한 유리 벌브(16)와, 상기 방전로(2)의 양단부에 설치한 한쌍의 전극(42)과, 상기 양단 방향의 벌브 단부에 설치한 수은 증기압 제어용의 아말감(5)을 구비한 저압 수은 증기 방전등에 있어서, 상기 벌브(16)는 방전로(2)의 양단과 반대 방향의 반환부(14)가 벌브를 U자형으로 굴곡 형성되어서 이루어지고, 상기 벌브(16)의 직선 부분의 내경을 D₁, 굴곡부(17) 정상부의 내경을 D₂, 굴곡도중부의 내경을 D₃로 한 경우.

   

   인 관계를 만족하고, 상기 아말감(5)은 고상-액상 공존 온도에 있어서의 수은 증기압이 0.01 내지 0.2 Torr인 것을 특징으로 하는 저압 수은 증기 방전등.

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