KR820002408B1 - 조명 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

조명 장치

제1도는 고압수은램프를 나타내는 평면도.

제2도는 여러가지 종류의 램프전압을 가진 400W 고압수온램프를 200 일반지상형안정기(一盤遲相形安定器)로 점등했을 경우의 특성도.

본원 발명은 지상형 안정기(盤遲相形安定器)를 통해서 점등되는 고압방전 램프를 사용한 조명장치에 관한 것이다.

종래부터, 지상형안정기를통해 고압수은램프 등의 고압방전램프를 점등하도록 한 조명장치는, 옥내, 옥외를 불분하고 많은 용도에 다수 사용되고 있다.

그러나 근년의 에너지절약의 필요성에서 이 종류의 조명장치에 대해서도 소전력(消電力)이라고 하는 점이 중요시되고 있다.

이 소전력을 달성하는데는 여러가지 수단이 있으며, 예을 들어 램프전압(램프고유의 전압)을 낮추는 기술이지만, 이 경우에는 램프전압 램프 임피이던스를 낮게하는데 수반해서 램프전류가 증가하며, 이 때분에 안정기에서의 전력손실이 증가하는 결점이 있었다.

복수개의 동일한 램프를 검등하고 있었을 경우, 조명용 전력을 조금이라도 절약하기 위하여 종래 점등하고 있었던 복수개의 램프의 몇 할인가를 소등함으로써 전력을 절약하고 있다. 이와 같이 몇개 간격으로 점등하면, 조명하고 있는 부분의 조도결함(照度缺陷)이 생겨 작업에 지장을 초래하는등, 실용상 바람직한 방법은 아니다.

또, 조명용 전력을 절약하기 위하여 보다 효율적인 다른 종류의 램프를 바꾸어서 사용하는 방법도 있지만, 이 경우에는 램프의 교환에 대응해서 안정기 등도 바꾸어 달아야 했으므로 조명장치를 바꾸는 설치를 위한 공사가 필요하며, 비용이 많이 들고, 또 가령 장치의 설치공사가 필요하지 않고, 램프만을 교환하는 방법을 채용했다 하더라도, 종래 이상의 불필요한 조명이 되거나, 램프의 광색이 현저히 상이하거나 하여 작업에 지장을 초래하는 일도 자주 있었다.

본원 발명은 지상형안정기로 고압방전램프를 점등시킴에 있어서, 램프전압을 종래보다 높게한 고압방전램프를 사용함으로써, 상술한 결점을 수반하지 않고 조명전력의 절감이 가능한 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

다음에 도면에 의거하여 본원 발명을 설명한다.

제1도는 본원 발명에 사용되고 수은램프의 구조를 나타낸 정면도이며, 도면에 있어서, (1)은 한쪽에 마우스피이스(2)를 가진 가지형상을 한 광투과성의 유리로 만들어진 외관(外觀), (3)은 상기 외관(1)내에 설치된 지지틀선(4)에 의해 지지 고정되고, 다시 내부에 수은과 희가스가 봉유(封有)된 발광판으로, 원통상을 한 석영관으로 형성되어 있다. (5), (6)은 이 발광판(3)의 양단부에 봉착되는 동시에 상기 지지틀선(4) 또는 리번리이드(7)를 통하여 상기 마우스피이스(2)에 전기적으로 접속된 전극, (8)은 한쪽의 전극(5) 근방에 봉착된 시동보조극, (9)는 시동저항이다.

제2도는 본원 발명의 원리를 설명하기 위한 것으로서, 제1도에 나타낸 구성을 가진 여러가지의 램프전압을 가진 400w 고압수은램프를 제작하며, 이들 램프를 200v용의 일반지상형안정기로 점등하여 램프전압을 가진 400w 고압수은램프를 제작하며, 이들 램프를 200v용의 일반지상형안정기로 점등하면 램프전압과 램프전력을 안정기입력전력을 측정하고, 그 관계를 나태낸 특성도이다. 곡선(L)은 램프의 전력을 나타내며, 곡선(B)은 안정기의 입력전력을 나타낸 것이다. 이 제2도에서 명백한 바와 같이, 램프전압이 상승함에 따라서, 램프전력(L), 안정기 입력전력(B)이 함께 상승하지만, 램프전압이 약 120[v]로, 램프전력[L], 안정기 입력입력(B) 모두 함께 최대로 되고, 램프전압이 120[v]를 넣으면 램프전력(L), 안정기 입력전력이 (B)이 함께 감소되게 된다.

종래의 400w 고압수은램프로서는, 정격램프전압이 130[v]이고, 제2도에서도 알 수 있는 바와 같이, 이 램프전압에서 램프전력(L)은 397[w], 안정기입력전력(B)은 436[w]이었다. 그리고 안정기의 소비전력은 안정기입력전력(B)과 램프전력(L)과의 차이기 때문에 램프전압이 정격의 130v일때, 안정기 소비전력은 39[w] (=436[w]-397[w])였다.

또, 램프전압을 종래의 고압수은램프의 정격 130[v] 보다 높게했을 경우의 안정기입력전력, 안정기입력전력저감률, 램프전력저감률 및 안정기소비전력을 구한 결과, 제1표와 같이 되었다.

[제1표]

상기 제1표 및 제2도에서 명백한 바와 같이, 램프전압이 상승함에 따라서, 안정기입력전력, 램프전력과 함께 대폭적으로 감소하고, 동시에 안정기 소비전력도 감소한다.

종래, 400w 고압수은램프의 경우는, 정격램프전압은 130v이지만, 제조시의 불균일성을 고려하여, 120v에서 140v의 범위의 램프전압을 가진 램프가 사용되고 있다.

본원 발명에서는, 상기 여러가지의 사정을 감안해서 현저한 절전효과를 얻기 위하여, 램프전압이 145v를 넘어 180v 이하의 범위의 고압수은램프를 사용한다. 램프전압이 145v 이하에서는 현저한 절전 효과를 얻을 수 없다. 또, 램프전압이 180v 넘으면, 램프에 대한 인가전압과 램프전압이 접근하여 오기 때문에 방전이 불안정해지고 램프가 꺼지기 쉽게 된다. 현저한 절전효과를 얻고, 또 안정된 방전을 유지하기 위하여 본원 발명에서 사용하는 램프전압의 범위는 145v를 넘어서 180v 이하의 범위이다. 이 범위가운데서도 가장 바람직한 범위는 150v에서 170v의 범위이다. 그리고 실험결과(제2도 곡선 B)에서도 명백한 것처럼 램프전압이 약 120v 이사에서는 램프전압의 저하에 수반해서 안정기에서 전력손실이 커지는 경향이 있음를 이해할 수 있다.

본원 발명에서 사용가능한 안정기는, 일반형, 초우크형이라고 불리우는 지상형안정기로서, 지상형안정기 및 정전력안정기에서는, 램프전압이 높아지면 그것에 따라서 램프전력이 증가하기 때문에 본원 발명의 효과가 얻어질 수 없는 것이다.

다음에, 본원 발명의 구체적 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

발광판(3) 내경(D)을 1.95[m], 전극(6), (7)사이의 거리(1a)를 6[m], 전극(6), (7)의 각 선단에서 단부봉지부(端部封止部)까지의 거리(Ic)를 1.2[m]의형상으로, 관벽부하 6.6[w/㎠]로 되는 발광관(3)으로 하고, 이 발광관(3) 내에 적당량의 시동용 아르곤과 수온을 봉입하여 설계 램프전압을 150[v]로 하는 동시에 외관(1)내에 100[토르]의 질소가스를 봉입하고, 다시 외관(1) 내의 표면에 형광체층을 형성한 400w용 형광고압수은램프를 제작하였다. 이 형광고압 수은램프를, 400w 고압수은램프용 200w지상형안정기로 점등하면, 발광관(3) 내에 봉입수은은 완전히 증발하며, 램프전압 150[v]가 얻어지고 램프전력은 361[v]로 동작되었다.

그리고, 이때의 램프전력저감률은 9.1[%]=[(397-361)/397×100]으로 된다. 즉, 이와 같이 구성된 형광고압 수은램프는, 400w용 200v 지상형안정기로 그대로 점등하면, 9.1%의 램프전력의 저감이 꾀하여진다. 또, 이 실시예의 형광고압수은램프의 전광속은 21700[1m]이고, 종래의 400w용 형광고압수은램프의 전광속(23800[1m])과 대충 같은 값을 나타내며, 종합효율[=전광속/안정기입력전력]은 종래의 400용 형광고압수은램프에 비하여 3.5[%] 향상했다.

[실시예 2]

발광판(3) 내경(D)을 1.55[m], 전극(6), (7)사이의 거리(1a)를 5[m], 전극(6), (7)의 각 선단에서 단부봉지부까지의 거리(1c)를 1.0[m]의형상으로 관벽부하 6.2[w/㎠]로 되는 발광관(3)으로 하고, 이 발광관(3) 내에 적당량의 시동용 아르곤과 수온을 봉입하여 설계 램프전압을 150[v]로 하는 동시에 외관(1)내에 100[토르]의 질소가스를 봉입하고, 다시 외관(1) 내의 표면에 형광체층을 형성한 400w용 형광고압수은램프를 제작하였다. 이 형광고압 수은램프를, 250w 고압수은램프용 200v 지상형안정기로 점등하면, 발광관(3) 내에 봉입수은은 완전히 증발하고 램프전압 150[v]가 얻어지며, 램프전력은 230[v]로 동작되었다. 그리고, 이때의 램프전력저감률은 6.9[%]=[(247-230)/247×100]으로 된다. 즉, 이와 같이 구성된 형광고압 수은램프는, 250w용 200v 지상형안정기로 그대로 점등하면, 6.9%의 램프전력의 저감이 꾀할 수가 있다. 또, 이 실시예의 형광고압수은램프의 전광속은 13100[1m]이고, 종래의 250w용 형광고압수은램프의 전광속(13700[1m])과 대충 같은 값을 나타내며, 종합효율 종래의 250용 형광고압수은램프에 비하여 6.9[%] 향상했다.

[실시예 3]

발광관내경(D)을 1.75[m], 전극(6), (7)사이의 거리(1a)를 5.5[m], 전극(6), (7)의 각 선단에서 단부봉지부까지의 거리(1c)를 1.0[m]의 형상으로, 관벽부하 6.4[w/㎠]로 되는 발광관(3)으로 하고, 이 발광관(3) 내에 적당량의 시동용 아르곤과 수온을 봉입하여 설계 램프전압을 150[v]로 하는 동시에 외관(1)내에 100[토르]의 질소가스를 봉입하고, 다시 외관(1) 내의 표면에 형광체층을 형성한 300w용 형광고압수은램프를 제작하였다. 이 형광고압 수은램프를, 300w 고압수은램프용 200v 지상형안정기로 점등하면, 발광관(3)내에 봉입수은은 완전히 증발하여, 램프전압 150[v]가 얻어지고, 램프전력은 276[v]로 동작되었다.

그리고, 이때의 램프전력저감률은 6.8[%]=[(296-276)/296×100]으로 된다. 즉, 이와 같이 구성된 형광고압 수은램프는, 300w용 200v 지상형안정기로 그대로 점등하면, 6.8%의 램프전력의 저감이 꾀하여진다. 또, 이 실시예의 형광고압수은램프의 전광속은 1600[1m]이고, 종래의 300w용 형광고압수은램프의 전광속(17100[1m])과 대략 같은 값을 나타내고, 종합효율은 종래의 300w용 형광고압수은램프에 비하여 4.6[%] 향상했다.

[실시예 4]

발광관내경(D)을 2.25[m], 전극(6), (7)사이의 거리(1a)를 10[m], 전극(6), (7)의 각 선단에서 단부봉지부까지의 거리(1c)를 1[m]의 형상으로, 관벽부하 6.3[w/㎠]로 되는 발광관(3)으로 하고, 이 발광관(3) 내에 적당량의 시동용 아르곤과 수온을 봉입하여 설계 램프전압을 150[v]로 하는 동시에 외관(1)내에 100[토르]의 질소가스를 봉입하고, 다시 외관(1) 내의 표면에 형광체층을 형성한 700w용 형광고압수은램프를 제작하였다. 이 형광고압 수은램프를, 700w 고압수은램프용 200v 지상형안정기로 점등하면, 발광관(3)내에 봉입수은은 완전히 증발하여, 램프전압 150[v]가 얻어지고, 램프전력은 651[v]로 동작하였다. 그리고, 이때의 램프전력저감률은 6.3[%]=[(695-651)/695×100]으로 된다. 즉, 이와 같이 구성된 형광고압 수은램프는 700w용 200v 지상형안정기로 그대로 점등하면, 6.3%의 램프전력의 저감이 꾀하여진다. 또, 이 실시예의 형광고압수은램프의 전광속은 42000[1m])과 대략 같은 값을 나타내며, 종합효율은 종래의 700w용 형광고압수은램프에 비하여 12.2[%] 향상했다.

[실시예 5]

발광관내경(D)을 2.75[m], 전극(6), (7)사이의 거리(1a)를 12[m], 전극(6), (7)의 각 선단에서 단부봉지부까지의 거리(1c)를 1.6[m]의 형상으로, 관벽부하 68[w/㎠]로 되는 발광관(3)으로 하고, 이 발광관(3) 내에 적당량의 시동용 아르곤과 수온을 봉입하여 설계 램프전압을 150[v]로 하는 동시에 외관(1)내에 100[토르]의 질소가스를 봉입하고, 다시 외관(1) 내의 표면에 형광체층을 형성한 1000w용 형광고압수은램프를 제작하였다. 이 형광고압 수은램프를, 1000w 고압수은램프용 200w 지상형안정기로 점등하면, 발광관(3)내에 봉입수은은 완전히 증발하여, 램프전압 150[v]가 얻어지고, 램프전력은 928[w]로 동작하였다. 그리고, 이때의 램프전력저감률은 6.3[%]=[(990-928)/990×100]으로 된다. 즉, 이와 같이 구성된 형광고압 수은램프는 1000w용 200v 지상형안정기로 그대로 점등하면, 6.3%의 램프전력의 저감이 꾀할 수가 있다. 또, 이 실시예의 형광고압수은램프의 전광속은 63100[1m]이고, 종래의 1000w용 형광고압수은램프의 전광속(61000[1m])보 향상하고, 종합효율은 종래의 1000w용 형광고압수은램프에 비하여 16.9[%] 향상했다.

상기 실시예 1 5와 비교하기 위하여 종래의 각각의 형광고압수은램프의 특성을 제2표(a), (b)에 나타낸다.

[제2표 (a)]

[제2표 (b)]

또, 제2표 (b)중, 램프효율은 전광속/램프전력을 나타내고, 종합효율은 전광속/안정기입력전력을 나타낸것이다.

그리고, 상기 실시예에서는, 형광고압수은램프에 대하여 기술했지만, 고압수은램프, 또 메털할라이드램프나 고압나트륨램프와 같은 형광고압수은램프 이외의 종류의 고압방전 램프에, 본원 발명의 사상을 적용해도 같은 효과를 얻을 수가 있다.

또, 외관(1)내의 분위기로서, 진공 또는 질소가스 등의 불활성가스분위기로 하고, 더구나 불활성가스압을 200[토르] 이하로 하는 것이 바람직했었다. 즉, 불황성가스의 봉입압력이 200[르토]를 넘으면, 불황성가스의 냉각 ㅎ과에 의해서 발광관(3)의 온도가 원하는 것으로 도달하지 않는 일이 있으며, 이 때문에 설계램프전압이 얻어지지 않는 일이 있었다.

본원 발명은 이상에서 기술한 바와 같이, 램프전압을 종래보다 높게한 고압방전램프를 2차전압이 220v미만의 지상형안정기로 점등하으로써 종래, 같은 램프가 점등하고 있었던 조명기구에 그대로 보원 발명의 램프가 점등가능하기 때문에, 몇개 간격을 둔점 등에 의한 조도불균일성이나, 램프의 광색의 변화에 의한 폐해 등을 전혀 발생시키지 않고 또 램프의 발광 효율을 종래와 같거나, 또는 안정기의 소비전력의 비율이 저감된 분량만큼 발광효율을 개선할 수도 있다.

또, 본원 발명에 있어서는 종래와 같은 형상의 램프를 사용하면, 램프 전력이 저감된 양만큼 램프에 걸리는 부하가 가볍게 되기 때문에, 램프의 수명의 연장을 기대할 수가 있다.

또한, 본원 발명의 램프를 점등했을 경우, 종래의 경우보다 안정기의 소비전력이 경감되기 때문에 안정기 자체의 수명의 연장동 기대할 수가 있다.

Claims (1)

1. 램프전압이 145v를 넘고 180v이하인 고압방전램프를, 2차전압(램프측의 전압)이 220v 미만의 지상형안정기로 점등하는 것을 특징으로 하는 조명장치.

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