KR101156297B1 - Structure for injection pipe of plasma torch electrode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 관한 것으로, 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구, 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관, 상기 주입관을 내부로 삽입하는 가둠관, 상기 주입관과 가둠관 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관, 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구 및 주입관 냉각수 출구, 플라즈마 가스를 가둠관 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관과 플라즈마 가스 유도관 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구, 상기 가둠관 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관, 상기 유도코일 지지관 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일, 상기 가둠관의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구 및 가둠관 냉각수 출구로 구성되는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 있어서, 상기 가둠관에 위치되는 주입관 상단부에는 벌크 분말 유입구가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면으로 형성된다. 따라서, 본 발명은 주입관 하부 끝단 형상을 나팔 모양으로 펴지는 구조로 형성하여 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사되도록 하고, 냉각수가 흐르는 주입관을 3중 구조로 형성하여 냉각효율을 증대시키는 효과가 있다.[0001] The present invention relates to an injection tube structure for a plasma torch electrode, which comprises a carrier gas inlet for supplying bulk powder to a plasma region, an injection tube for injecting bulk powder into the plasma torch, A plasma gas introducing tube provided between the injection tube and the confinement tube for distributing the plasma gas, an inlet of the injection tube cooling water for cooling the plasma heat and an inlet tube cooling water outlet, a plasma gas inlet for injecting the plasma gas into the confined tube, An induction coil support tube which is spaced apart from the outer circumferential surface of the confronting tube and which is wound in a spiral form on the outer circumferential surface of the induction coil support tube to induce a plasma inside the confronting tube, When the cooling water is injected to lower the temperature of the coil and the confinement tube Wherein a bulk powder inlet is formed at an upper end of the injection tube and a bulk powder outlet is formed at a lower end of the injection tube, The end of the bulk powder discharge port is formed as an inclined surface whose diameter gradually increases in the outward direction. Therefore, according to the present invention, the shape of the lower end of the injection tube is formed into a trumpet-shaped structure so that the bulk powder is uniformly injected into the plasma region, and the injection pipe through which the cooling water flows is formed into a triple structure, It is effective.
Description
본 발명은 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 나노 분말을 제조하는 장치의 플라즈마 영역 내부에 벌크 분말을 분사하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an injection tube structure of a plasma torch electrode, and more particularly to an injection tube structure of a plasma torch electrode for injecting bulk powder into a plasma region of a device for producing a nano powder.
최근 들어, 크기가 작고 구형의 모양을 가진 미세 분말에 대한 수요가 증가하고 있는데, 이러한 미세 분말은 항공학, 전자공학, 정밀 전자공학, 요업 및 의학 등과 같은 여러 분야에서 광범위한 용도를 가지며 이용되고 있으며, 미세 분말이 상기와 같이 여러 분야에서 광범위하게 이용될 수 있는 이유는 미세 분말이 높은 부피당 표면적을 가지고 있기 때문으로, 이러한 미세 분말의 장점을 보다 적극적으로 이용하고자 근래에는 미세 분말의 크기를 더욱 작게 하려는 노력이 계속되고 있다.In recent years, there has been an increasing demand for fine powder having a small size and a spherical shape. Such a fine powder has been widely used in various fields such as aeronautics, electronics, precision electronics, ceramics and medicine, The reason why the fine powder is widely used in various fields as described above is that the fine powder has a surface area per a high volume, and in order to more positively utilize the advantage of such fine powder, it is desired to further reduce the size of the fine powder Efforts are continuing.
종래의 대표적인 미세 분말 제조 기술로는 원하는 조성의 덩어리 또는 분말을 기계적으로 분쇄하는 방식이 있다.As a representative conventional fine powder manufacturing technique, there is a method of mechanically pulverizing a lump or powder of a desired composition.
그러나, 상기 기계적인 분쇄방식은 미세 분말의 크기를 500nm 이하로 줄이는 것은 불가능하기 때문에 기계적인 분쇄방식을 대체하여 플라즈마를 이용하여 미세 분말의 크기를 줄이는 기술이 이용되고 있다.However, since the mechanical pulverization method can not reduce the size of the fine powder to 500 nm or less, a technique of reducing the size of the fine powder by using a plasma instead of the mechanical pulverizing method has been used.
미세 분말을 제조하기 위한 플라즈마로서 초고온의 열 플라즈마가 주로 이용되는데, 상기 초고온의 열 플라즈마를 이용하는 경우 극히 낮은 나노 단위의 분말을 제조하는 것이 가능하며, 나노 분말을 제조하기 위한 원료 물질도 고상, 액상, 기상을 선택적으로 사용하는 것이 용이하다.As the plasma for producing the fine powder, an ultra-high temperature thermal plasma is mainly used. In the case of using the ultra-high temperature thermal plasma, it is possible to produce an extremely low nano powder, and the raw material for producing the nano powder is also a solid, liquid , It is easy to selectively use the gas phase.
이러한 초고온 열 플라즈마를 발생시키기 위해서 플라즈마 토치, 그 중에서도 고주파 유도 결합 플라즈마 토치가 일반적으로 사용되고 있으며, 최근에는 균일한 나노 분말을 제조하기 위한 토치 전극에 많은 연구가 이루어지고 있는데, 구체적인 전극 구성요소로는 플라즈마를 균일하게 발생시키고 유지시키는 기술 및 전극의 내구성을 향상시키기 위한 기술이 있다.Plasma torches, in particular high frequency inductively coupled plasma torches, are generally used to generate such ultra-high temperature thermal plasmas. Recently, a lot of research has been conducted on torch electrodes for producing uniform nano powders. A technology for uniformly generating and maintaining a plasma, and a technique for improving durability of an electrode.
도 1은 종래의 플라즈마 토치 전극 구조에 따른 벌크 분말 분사 상태를 나타낸 참고도이고, 도 2는 상기 주입관(1) 하부 끝단 구조를 상세하게 나타낸 도면으로, 종래의 주입관(1)은 끝단이 원통형으로 직선화되어 있기 때문에 상기 주입관(1)을 통해 분사되는 벌크 분말(2)들은 챔버 내부에서 균일하게 분포되기 보다는 직선방향으로 집진되는 문제점이 발생되고, 냉각수 유입 및 배출 구조가 이중 구조로 되어 있는데, 이 구조는 냉각수가 주입관(1)의 외관을 통해서 내관으로 흐르게 되는데(또는 반대로 내관을 통해서 외관으로 흐름), 이와 같은 이중 구조는 주입관(1)을 효율적으로 냉각시킬 수 없는 문제점이 있다.FIG. 1 is a reference view showing a state of injecting a bulk powder according to a conventional plasma torch electrode structure, and FIG. 2 is a detailed view of the structure of the lower end of the injection tube 1. In the conventional injection tube 1, The bulk powder 2 injected through the injection pipe 1 is not uniformly distributed in the chamber but rather is collected in a linear direction and the cooling water inflow and outflow structure has a dual structure This structure is problematic in that the cooling water flows to the inner pipe through the outer surface of the injection pipe 1 (or vice versa, and flows outward through the inner pipe), and this double structure can not efficiently cool the injection pipe 1 have.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사될 수 있도록 주입관 하부 끝단 형상을 일자형 구조가 아닌 나팔 모양으로 펴지는 구조로 형성하여 플라즈마 영역에서 분사될 때 보다 넓은 범위에서 균일하게 분포되도록 하고, 냉각수가 흐르는 기존 이중 구조의 주입관을 3중 구조로 형성하여 냉각효율을 증대시키는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조를 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the lower end of the injection tube is formed into a trumpet shape rather than a straight shape so that the bulk powder can be uniformly injected into the plasma region, The present invention also provides an injection tube structure of a plasma torch electrode which is uniformly distributed over a wider range than a conventional plasma torch electrode and has a triple structure of a conventional double-structure injection tube through which cooling water flows to increase cooling efficiency.
본 발명의 다른 목적으로는 주입관 외측에 형성되는 이중 구조의 냉각수관을 수평으로 관통하도록 벌크 분말 배출홀을 형성하여, 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사될 수 있도록 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조를 제공한다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a plasma torch electrode by forming a bulk powder discharge hole horizontally through a double-walled cooling water pipe formed outside the injection pipe, Structure.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구와, 한쪽 말단이 캐리어 가스 투입구(10)와 연결되어 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관과, 상기 주입관을 내부로 삽입하는 가둠관과, 상기 주입관과 가둠관 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관과, 주입관 외부 측면에 연결되어 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구 및 주입관 냉각수 출구와, 주입관 중앙부 측면에 연결되어 플라즈마 가스를 가둠관 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구와, 가둠관과 플라즈마 가스 유도관의 연결부위에 형성되며, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관과 플라즈마 가스 유도관 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구와, 상기 가둠관 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관과, 상기 유도코일 지지관 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일과, 가둠관과 유도코일 지지관의 하단 연결부에 형성되어 상기 가둠관의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구 및 가둠관과 유도코일 지지관의 상단 연결부에 형성되어 냉각수를 배출하는 가둠관 냉각수 출구로 구성되는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 있어서, 상기 가둠관에 위치되는 주입관 상단부에는 벌크 분말 유입구가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면으로 형성된다.In order to achieve the object, there is provided a plasma processing apparatus including a carrier gas inlet for supplying a bulk powder to a plasma region, an injection tube connected at one end to a
목적을 달성하기 위한 다른 구성으로는 상기 가둠관에 위치되는 주입관 상단부에는 벌크 분말 유입구가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면이 형성되고, 상기 경사면 끝단은 막음부재인 바닥면이 형성되며, 상기 바닥면에는 다수의 홀이 형성된다.In another aspect of the present invention, a bulk powder inlet is formed at an upper end of an injection tube located in the confinement tube, and a bulk powder outlet is formed at a lower end of the tube. The end of the bulk powder outlet is formed as an inclined surface A bottom surface of the inclined surface is formed as a blocking member, and a plurality of holes are formed in the bottom surface.
또한, 상기 주입관 외측으로는 3중 구조의 냉각수 이송관이 형성되되, 양측으로 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구가 구비되며, 중앙부로는 유입된 냉각수가 배출되도록 냉각수 배출구가 구비된다.In addition, a cooling water conveyance pipe having a triple structure is formed on the outside of the injection pipe, a cooling water inlet is provided to allow the cooling water to flow into both sides, and a cooling water outlet is provided in the central part to discharge the introduced cooling water.
목적을 달성하기 위한 또 다른 구성으로는 상기 가둠관에 위치되는 주입관 외측으로는 냉각수 유입구와 냉각수 배출구로 구비되는 2중 구조의 냉각수 이송관이 형성되고, 상기 주입관 상단부에는 벌크 분말 유입구가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구가 수직방향의 일자형으로 형성되되, 상기 주입관 하부 외측으로는 상기 냉각수 유입구와 냉각수 배출구를 관통하여 벌크 분말 유입구로부터 유입되는 벌크 분말 일부가 주입관 측면으로 배출되도록 벌크 분말 배출홀이 수평으로 형성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cooling water transfer pipe having a double structure including a cooling water inlet and a cooling water outlet formed outside the injection pipe located in the confinement tube, and a bulk powder inlet is formed at the upper end of the injection pipe And a bulk powder discharge port is formed at a lower end portion of the discharge port in a vertical direction. The bulk powder discharged from the bulk powder inlet port through the cooling water inlet port and the cooling water discharge port is discharged to the side of the injection port, The discharge hole is formed horizontally.
상기한 바와 같이, 본 발명은 주입관 하부 끝단 형상을 나팔 모양으로 펴지는 구조로 형성하여 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사되도록 하고, 냉각수가 흐르는 주입관을 3중 구조로 형성하여 냉각효율을 증대시켜, 주입관의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the shape of the lower end of the injection tube is formed into a trumpet-like structure so that the bulk powder is uniformly injected into the plasma region, and the injection pipe through which the cooling water flows is formed into a triple structure, Thereby improving the durability of the injection tube.
또한, 본 발명은 외측에 2중 구조를 갖는 냉각수 이송관을 형성하는 주입관 하부 수평방향으로 상기 냉각수 이송관을 관통하는 벌크 분말 배출홀을 형성하여 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사되는 효과가 있다.In addition, the present invention is characterized in that a bulk powder discharge hole penetrating the cooling water transfer pipe in the horizontal direction below the injection pipe forming the cooling water conveyance pipe having a double structure on the outside is formed so that the bulk powder is uniformly injected into the plasma region .
도 1은 종래의 플라즈마 토치 전극 구조에 따른 벌크 분말 분사 상태를 나타낸 참고도.
도 2는 종래의 플라즈마 토치 전극 구조에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제1실시 예.
도 4는 상기 도 3의 제1실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제2실시 예.
도 6은 상기 도 5의 제2실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제3실시 예.
도 8은 상기 도 7의 제3실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면.1 is a reference view showing a state of a bulk powder spray according to a conventional plasma torch electrode structure.
2 is a view showing a structure of an injection tube according to a conventional plasma torch electrode structure.
3 is a view showing a plasma torch electrode structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing the structure of an injection tube according to the first embodiment of FIG. 3; FIG.
5 is a second embodiment of the plasma torch electrode structure according to the present invention.
FIG. 6 is a view showing the structure of an injection tube according to the second embodiment of FIG. 5; FIG.
7 is a third embodiment of the plasma torch electrode structure according to the present invention.
FIG. 8 is a view showing an injection tube structure according to the third embodiment of FIG. 7; FIG.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제1실시 예이고, 도 4는 상기 도 3의 제1실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제2실시 예이고, 도 6은 상기 도 5의 제2실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제3실시 예이고, 도 8은 상기 도 7의 제3실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a first embodiment showing a structure of a plasma torch electrode according to the present invention, FIG. 4 is a view showing a structure of an injection tube according to the first embodiment of FIG. 3, FIG. 5 is a cross- FIG. 6 is a view showing a structure of an injection tube according to a second embodiment of FIG. 5, FIG. 7 is a third embodiment showing a structure of a plasma torch electrode according to the present invention, 8 is a view illustrating an injection tube structure according to the third embodiment of FIG.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the components will be described with reference to the drawings.
본 발명은 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사되도록 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 하부 끝단 형상에 관한 것으로, 도 3과 도 4는 상기 주입관의 제1실시 예를 나타내며, 도 5와 도 6은 상기 주입관의 제2실시 예를 나타내고 있다.The present invention relates to the shape of the lower end of an injection tube of a plasma torch electrode for uniformly injecting a bulk powder into a plasma region. FIGS. 3 and 4 show a first embodiment of the injection tube, and FIGS. 5 and 6 Shows a second embodiment of the injection tube.
도 3은 본 발명의 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제1실시 예로서, 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구(10)와, 한쪽 말단이 캐리어 가스 투입구(10)와 연결되어 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관(20)과, 상기 주입관(20)을 내부로 삽입하는 가둠관(30)과, 상기 주입관(20)과 가둠관(30) 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관(40)과, 주입관(20) 외부 측면에 연결되어 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구(50) 및 주입관 냉각수 출구(60)와, 주입관(20) 중앙부 측면에 연결되어 플라즈마 가스를 가둠관(30) 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구(70)와, 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40)의 연결부위에 형성되며, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40) 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구(80)와, 상기 가둠관(30) 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관(90)과, 상기 유도코일 지지관(90) 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관(30) 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일(100)과, 가둠관(30)과 유도코일 지지관(90)의 하단 연결부에 형성되어 상기 가둠관(30)의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구(110) 및 가둠관(30)과 유도코일 지지관(90)의 상단 연결부에 형성되어 냉각수를 배출하는 가둠관 냉각수 출구(120)로 구성된다.3 shows a plasma torch electrode structure according to a first embodiment of the present invention. The plasma torch electrode structure includes a
도 4는 상기 도 3의 제1실시 예에 따른 주입관(20) 구조를 나타낸 세부적으로 나타낸 도면으로, 도 4(a)는 상기 주입관(20)의 정단면도를 도시하며, 도 4(b)는 저면도를 도시하는 것으로, 도 3의 A부분을 확대한 도 4를 참조하면, 상기 플라즈마 토치 전극의 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22)가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구(22) 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면(23)으로 형성시켜, 벌크 분말이 플라즈마 영역에서 분출시 넓은 범위에서 분사되도록 한다.FIG. 4 is a detailed view showing the structure of the
상기 주입관(20) 외측으로는 3중 구조의 냉각수 이송관이 형성되되, 양측으로 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구(26)가 구비되며, 중앙부로는 유입된 냉각수가 배출되도록 냉각수 배출구(27)를 구비하여, 냉각효율을 증대시키도록 한다.A cooling water discharge pipe (26) is provided on both sides of the injection pipe (20), and a cooling water discharge hole (27) is formed in the central part to discharge the introduced cooling water. So as to increase the cooling efficiency.
도 5는 본 발명의 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제2실시 예로서, 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구(10)와, 한쪽 말단이 캐리어 가스 투입구(10)와 연결되어 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관(20a)과, 상기 주입관(20a)을 내부로 삽입하는 가둠관(30)과, 상기 주입관(20a)과 가둠관(30) 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관(40)과, 주입관(20a) 외부 측면에 연결되어 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구(50) 및 주입관 냉각수 출구(60)와, 주입관(20a) 중앙부 측면에 연결되어 플라즈마 가스를 가둠관(30) 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구(70)와, 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40)의 연결부위에 형성되며, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40) 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구(80)와, 상기 가둠관(30) 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관(90)과, 상기 유도코일 지지관(90) 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관(30) 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일(100)과, 가둠관(30)과 유도코일 지지관(90)의 하단 연결부에 형성되어 상기 가둠관(30)의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구(110) 및 가둠관(30)과 유도코일 지지관(90)의 상단 연결부에 형성되어 냉각수를 배출하는 가둠관 냉각수 출구(120)로 구성된다.FIG. 5 shows a plasma torch electrode structure according to a second embodiment of the present invention. The plasma torch electrode structure of FIG. 5 includes a
도 6은 상기 도 5의 제2실시 예에 따른 주입관(20a) 구조를 나타낸 세부적으로 나타낸 도면으로, 도 6(a)는 상기 주입관(20a)의 정단면도를 도시하며, 도 6(b)는 저면도를 도시하는 것으로, 도 5의 B부분을 확대한 도 6을 참조하면, 상기 플라즈마 토치 전극의 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20a) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21a)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22a)가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구(22a) 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면(23a)이 형성되고, 상기 경사면(23a) 끝단은 막음부재인 바닥면(24a)이 형성되며, 상기 바닥면(24a)에는 다수의 홀(25a)을 형성시켜, 벌크 분말이 플라즈마 영역에서 분출시 넓은 범위에서 분사되도록 한다.FIG. 6 is a detailed view showing the structure of the
상기 바닥면(24a)에 형성되는 홀(25a)은 유입되는 벌크 분말이 막히지 않고, 홀(25a)을 원활히 빠져나갈 수 있도록 직경 2mm ~ 3mm 크기로 가공한다.The
상기 주입관(20) 외측으로는 3중 구조의 냉각수 이송관이 형성되되, 양측으로 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구(26)가 구비되며, 중앙부로는 유입된 냉각수가 배출되도록 냉각수 배출구(27)를 구비하여, 냉각효율을 증대시키도록 한다.A cooling water discharge pipe (26) is provided on both sides of the injection pipe (20), and a cooling water discharge hole (27) is formed in the central part to discharge the introduced cooling water. So as to increase the cooling efficiency.
도 7는 본 발명의 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제3실시 예로서, 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구(10)와, 한쪽 말단이 캐리어 가스 투입구(10)와 연결되어 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관(20b)과, 상기 주입관(20b)을 내부로 삽입하는 가둠관(30)과, 상기 주입관(20a)과 가둠관(30) 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관(40)과, 주입관(20b) 외부 측면에 연결되어 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구(50) 및 주입관 냉각수 출구(60)와, 주입관(20b) 중앙부 측면에 연결되어 플라즈마 가스를 가둠관(30) 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구(70)와, 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40)의 연결부위에 형성되며, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40) 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구(80)와, 상기 가둠관(30) 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관(90)과, 상기 유도코일 지지관(90) 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관(30) 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일(100)과, 가둠관(30)과 유도코일 지지관(90)의 하단 연결부에 형성되어 상기 가둠관(30)의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구(110) 및 가둠관(30)과 유도코일 지지관(90)의 상단 연결부에 형성되어 냉각수를 배출하는 가둠관 냉각수 출구(120)로 구성된다.7 shows a third embodiment of the plasma torch electrode structure according to the present invention. The plasma torch electrode structure according to the present invention comprises a
도 8은 상기 도 7의 제3실시 예에 따른 주입관(20b) 구조를 나타낸 세부적으로 나타낸 도면으로, 도 8(a)는 상기 주입관(20b)의 정단면도를 도시하며, 도 8(b)는 저면도를 도시하는 것으로, 도 7의 C부분을 확대한 도 8을 참조하면, 상기 플라즈마 토치 전극의 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20b) 외측으로는 냉각수 유입구(26b)와 냉각수 배출구(27b)로 구비되는 2중 구조의 냉각수 이송관이 형성되고, 상기 주입관(20b) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21b)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22b)가 수직방향의 일자형으로 형성되되, 상기 주입관(20b) 하부 외측으로는 상기 냉각수 유입구(26b)와 냉각수 배출구(27b)를 관통하여 벌크 분말 유입구(21b)로부터 유입되는 벌크 분말 일부가 주입관(20b) 측면으로 배출되도록 벌크 분말 배출홀(28b)이 수평으로 형성됨으로써, 벌크 분말이 플라즈마 영역에서 분출시 넓은 범위에서 분사되도록 한다.FIG. 8 is a detailed view showing the structure of the
상기 벌크 분말 배출홀(28b)은 도 8에 도시된 것과 같이, 수평방향으로 형성될 수도 있으며, 내측에서 외측방향으로 갈수록 하부로 경사진 형태로도 선택적으로 형성시켜, 수평방향으로 배출되는 벌크 분말의 배출을 원활하게 할 수 있다.The bulk
따라서, 본 발명은 주입관(20,20a) 형상을 종래의 일자형 구조가 아닌 나팔 모양으로 펴지는 구조를 가짐으로써, 벌크 분말이 상기 주입관(20,20a)을 통해 유입되어 플라즈마 영역으로 분출될 때 도 3과 도 5와 같이 보다 넓은 범위에서 분사될 수 있는 구조를 가지며, 이는 벌크 분말이 균일하게 플라즈마 영역으로 투입되도록 하여 입자 분포가 일정한 나노 분말을 형성하게 한다.Accordingly, the present invention has a structure in which the shape of the
본 발명은 주입관(20,20a)의 냉각수 이동 통로를 종래의 2중 구조에서 3중 구조로 개선하여, 양쪽에서 냉각수가 유입되어 중간에 있는 관(영역)을 통해서 냉각수가 흐르게 되어 냉각효율을 증대시켜 주입관(20,20a)의 내구성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, the cooling water passage of the injection pipes (20, 20a) is improved from a conventional double structure to a triple structure so that cooling water flows in from both sides and cooling water flows through a pipe The durability of the
또한, 기존과 동일한 형태인 주입관(20b) 외측의 냉각수관을 이중 구조로 형성하되, 상기 냉각수관을 수평으로 관통하는 벌크 분말 배출홀(28b)을 형성하여, 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사될 수 있다.In addition, a cooling water pipe outside the
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone who can afford it will know.
10 : 캐리어 가스 투입구 20,20a : 주입관
21,21a : 벌크 분말 유입구 22,22a : 벌크 분말 배출구
23,23a : 경사면 24a : 바닥면
25a : 홀 26,26a : 냉각수 유입구
27,27a : 냉각수 배출구 28b : 벌크 분말 배출홀
30 : 가둠관 40 : 플라즈마 가스 유도관
50 : 주입관 냉각수 입구 60 : 주입관 냉각수 출구
70 : 플라즈마 가스 투입구 80 : 쉬스 가스 투입구
90 : 유도코일 지지관 100 : 유도코일
110 : 가둠관 냉각수 입구 120 : 가둠관 냉각수 출구10:
21, 21a:
23, 23a: an
25a:
27, 27a: cooling
30: a confinement tube 40: a plasma gas induction tube
50: inlet tube cooling water inlet 60: inlet tube cooling water outlet
70: Plasma gas inlet 80: Sheath gas inlet
90: induction coil support tube 100: induction coil
110: cap tube cooling water inlet 120: cap tube cooling water outlet
Claims (5)
상기 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22)가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구(22) 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면(23)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.An injection tube 20 connected at one end to the carrier gas inlet 10 to inject a bulk powder into the plasma torch; A plasma gas induction pipe 40 disposed between the injection tube 20 and the confinement tube 30 to distribute the plasma gas to the inside of the injection tube 20; A plasma gas inlet (50) connected to the inlet pipe cooling water inlet (50) and an inlet pipe cooling water outlet (60) for cooling the plasma heat and a plasma gas inlet A sheath gas inlet (not shown) formed at a connection portion between the confinement tube 30 and the plasma gas induction tube 40 for supplying a sheath gas and injecting the plasma between the confining tube 30 and the plasma gas induction tube 40 80), and an outer peripheral surface of the confinement tube (30) An induction coil 100 wound around the outer circumferential surface of the induction coil support tube 90 in a spiral shape to generate plasma within the confinement tube 30, A shield tube cooling water inlet 110 formed at a lower end connection portion of the coil support tube 90 for injecting cooling water to lower the temperature of the confinement tube 30 and a cap tube cooling water inlet 110 formed at the upper end of the induction coil support tube 90 And a cooling water outlet (120) formed in the connection part for discharging the cooling water, wherein the plasma torch electrode
A bulk powder inlet port 21 is formed at the upper end of the injection tube 20 located in the confinement tube 30 and a bulk powder outlet port 22 is formed at the lower end of the injection tube 20. The end of the bulk powder outlet port 22 And the inclined surface (23) has an increasing diameter.
상기 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20a) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21a)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22a)가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구(22a) 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면(23a)이 형성되고, 상기 경사면(23a) 끝단은 막음부재인 바닥면(24a)이 형성되며, 상기 바닥면(24a)에는 다수의 홀(25a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.An injection tube 20a connected at one end to the carrier gas inlet 10 to inject a bulk powder into the plasma torch; A plasma gas induction pipe 40 disposed between the injection pipe 20a and the confinement tube 30 to distribute a plasma gas to the inside of the injection pipe 20a, A plasma gas inlet (50) connected to the inlet pipe cooling water inlet (50) and an inlet pipe cooling water outlet (60) for cooling the plasma heat and a plasma gas inlet A sheath gas inlet (not shown) formed at a connection portion between the confinement tube 30 and the plasma gas induction tube 40 for supplying a sheath gas and injecting the plasma between the confining tube 30 and the plasma gas induction tube 40 80 on the outer peripheral surface of the confinement tube 30, An induction coil 100 wound around the outer circumferential surface of the induction coil support tube 90 in a spiral shape to generate plasma in the confinement tube 30, A cup tube cooling water inlet 110 formed at a lower end connection portion of the induction coil support tube 90 to inject cooling water to lower the temperature of the cup tube 30 and a cap tube cooling water inlet 110 formed in the cup tube 30 and the induction coil support tube 90 And a cap tube cooling water outlet (120) formed in the upper connection part and discharging the cooling water, the structure of an injection tube of a plasma torch electrode,
A bulk powder inlet port 21a is formed at the upper end of the injection tube 20a located at the confronting tube 30 and a bulk powder outlet port 22a is formed at the lower end of the inlet tube 20a. A bottom surface 24a as a blocking member is formed at an end of the inclined surface 23a and a plurality of holes 25a are formed in the bottom surface 24a Of the plasma torch electrode.
상기 바닥면(24a)에 형성되는 홀(25a)은 유입되는 벌크 분말이 막히지 않고 빠져나갈 수 있도록 직경 2mm ~ 3mm 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.3. The method of claim 2,
Wherein the hole (25a) formed in the bottom surface (24a) is formed to have a diameter of 2 mm to 3 mm so as to allow the incoming bulk powder to escape without being clogged.
상기 주입관(20,20a) 외측으로는 3중 구조의 냉각수 이송관이 형성되되, 양측으로 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구(26,26a)가 구비되며, 중앙부로는 유입된 냉각수가 배출되도록 냉각수 배출구(27,27a)가 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.3. The method according to claim 1 or 2,
A cooling water conveyance pipe having a triple structure is formed outside the injection pipes 20 and 20a. Cooling water inlets 26 and 26a are provided to allow cooling water to flow into both sides of the injection pipes 20 and 20a. (27, 27a) are provided on the upper surface of the plasma torch electrode.
상기 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20b) 외측으로는 냉각수 유입구(26b)와 냉각수 배출구(27b)로 구비되는 2중 구조의 냉각수 이송관이 형성되고, 상기 주입관(20b) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21b)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22b)가 수직방향의 일자형으로 형성되되, 상기 주입관(20b) 하부 외측으로는 상기 냉각수 유입구(26b)와 냉각수 배출구(27b)를 관통하여 벌크 분말 유입구(21b)로부터 유입되는 벌크 분말 일부가 주입관(20b) 측면으로 배출되도록 벌크 분말 배출홀(28b)이 수평으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.An injection tube 20b connected at one end to the carrier gas inlet 10 for injecting bulk powder into the plasma torch; an injection tube 20b for injecting the bulk powder into the plasma torch; A plasma gas induction pipe 40 disposed between the injection tube 20b and the confinement tube 30 to distribute a plasma gas to the inside of the injection tube 20b; A plasma gas inlet (50) connected to the inlet pipe cooling water inlet (50) and an inlet pipe cooling water outlet (60) for cooling the plasma heat and a plasma gas inlet A sheath gas inlet (not shown) formed at a connection portion between the confinement tube 30 and the plasma gas induction tube 40 for supplying a sheath gas and injecting the plasma between the confining tube 30 and the plasma gas induction tube 40 80 on the outer peripheral surface of the confinement tube 30, An induction coil 100 wound around the outer circumferential surface of the induction coil support tube 90 in a spiral shape to generate plasma in the confinement tube 30, A cup tube cooling water inlet 110 formed at a lower end connection portion of the induction coil support tube 90 to inject cooling water to lower the temperature of the cup tube 30 and a cap tube cooling water inlet 110 formed in the cup tube 30 and the induction coil support tube 90 And a cap tube cooling water outlet (120) formed in the upper connection part and discharging the cooling water, the structure of an injection tube of a plasma torch electrode,
A cooling water transfer pipe having a double structure including a cooling water inlet port 26b and a cooling water outlet port 27b is formed outside the injection pipe 20b located in the confinement pipe 30, And a bulk powder discharge port 22b is formed in a vertically straight shape at the lower end and a cooling water discharge port 26b and a cooling water discharge port 27b are formed outside the lower part of the injection pipe 20b And a bulk powder discharge hole (28b) is formed horizontally so that a part of the bulk powder flowing through the bulk powder inlet (21b) passes through the side of the injection tube (20b).
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