KR101479767B1 - Arc-jet plasma generator - Google Patents

Arc-jet plasma generator Download PDF

Info

Publication number
KR101479767B1
KR101479767B1 KR20120153800A KR20120153800A KR101479767B1 KR 101479767 B1 KR101479767 B1 KR 101479767B1 KR 20120153800 A KR20120153800 A KR 20120153800A KR 20120153800 A KR20120153800 A KR 20120153800A KR 101479767 B1 KR101479767 B1 KR 101479767B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle
arc
jet plasma
cathode
passage
Prior art date
Application number
KR20120153800A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140083732A (en
Inventor
박선순
이해룡
최용남
유재현
최한수
Original Assignee
주식회사 다원시스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 다원시스 filed Critical 주식회사 다원시스
Priority to KR20120153800A priority Critical patent/KR101479767B1/en
Publication of KR20140083732A publication Critical patent/KR20140083732A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101479767B1 publication Critical patent/KR101479767B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32055—Arc discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32596—Hollow cathodes

Abstract

본 발명은 아크제트 플라스마의 표면처리면적을 증가시킬 수 있는 아크제트 플라스마 발생기를 개시한다. 본 발명은 전력의 인가에 의하여 아크 방전을 발생시키는 중공형 음극과 양극을 구비한다. 음극이 노즐 헤드에 결합되어 있다. 노즐 헤드는 아크 방전에 의하여 발생되는 아크제트 플라스마가 유입되도록 음극의 통로와 연통되어 있는 작동 공간을 가지며, 작동 공간과 연통되어 있는 출구를 갖는다. 회전 분사 노즐이 작동 공간에 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 회전 분사 노즐은 출구에 배치되어 아크제트 플라스마를 분사하는 편심 노즐 구멍을 가지며, 편심 노즐 구멍을 통하여 분사되는 아크제트 플라스마의 영역이 확장되도록 통로의 중심축선과 편심 노즐 구멍의 중심축선은 서로 평행하게 배치되어 있다. 본 발명에 의하면, 회전 분사 노즐이 편심 회전되면서 아크제트 플라스마를 워크피스에 분사함으로써 플라스마에 의한 표면처리면적을 증가시킬 수 있다. 또한, 회전 분사 노즐이 압축공기의 공급에 의하여 회전되는 단순한 구조에 의하여 간편하고 정확하게 제어할 수 있는 유용한 효과가 있다.The present invention discloses an arc jet plasma generator capable of increasing the surface treatment area of arc jet plasma. The present invention comprises a hollow cathode and an anode for generating an arc discharge by application of electric power. A cathode is coupled to the nozzle head. The nozzle head has an operating space communicating with the passage of the cathode so that the arc jet plasma generated by the arc discharge flows, and has an outlet communicating with the operating space. The rotary injection nozzle is mounted so as to be rotatable in the operating space. The rotary jet nozzle has an eccentric nozzle hole disposed at an outlet for jetting an arc jet plasma, and the central axis of the passage and the central axis of the eccentric nozzle hole are arranged parallel to each other so as to expand the area of the arc jet plasma injected through the eccentric nozzle hole Respectively. According to the present invention, the area of surface treatment by plasma can be increased by jetting the arc jet plasma onto the workpiece while eccentrically rotating the rotary jet nozzle. Further, there is a useful effect that the rotary injection nozzle can be simply and accurately controlled by a simple structure that is rotated by supply of compressed air.

Description

아크제트 플라스마 발생기{ARC-JET PLASMA GENERATOR}[0001] ARC-JET PLASMA GENERATOR [0002]

본 발명은 아크제트 플라스마 발생기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크제트 플라스마의 표면처리면적을 증가시킬 수 있는 아크제트 플라스마 발생기에 관한 것이다.The present invention relates to an arc jet plasma generator, and more particularly, to an arc jet plasma generator capable of increasing the surface treatment area of an arc jet plasma.

아크제트 플라스마 발생기는 음극(Cathode)과 양극(Anode) 사이에서 발생되는 전기방전(Electric discharge)에 의하여 아크(Arc)를 발생시키고, 이 아크에 의하여 반응가스(Reaction gas)를 전리(Ionization)시켜 아크제트 플라스마를 발생시킨다. 이러한 아크제트 플라스마 발생기는 아크방전(Arc discharge)을 이용하여 글로우 방전(Glow discharge)과 유사한 플라스마를 만들 수 있다. The arc jet plasma generator generates an arc by an electric discharge generated between a cathode and an anode and ionizes the reaction gas by the arc, Arc jet plasma. Such an arc jet plasma generator can generate a plasma similar to a glow discharge by using an arc discharge.

한편, 아크제트 플라스마는 다양한 워크피스(Workpiece)들, 타깃(Target)들의 표면처리에 이용되고 있다. 일례로 아크제트 플라스마는 인쇄회로기판, 액정디스플레이(Liquid crystal display, LCD) 등에서 회로 패턴(Circuit pattern)의 크리닝에 이용되고 있다. On the other hand, arc jet plasma is used for surface treatment of various workpieces and targets. For example, arc jet plasma is used for cleaning circuit patterns in printed circuit boards, liquid crystal displays (LCDs), and the like.

미국 특허 제4,902,870호 "알에프 플라스마 시스템에서 기질의 트랜스퍼 아크 크리닝 장치 및 방법(Apparatus and method for transfer arc cleaning of a substrate in an RF plasma system)"은 타깃의 표면을 플라스마에 의하여 크리닝하는 기술이 개시되어 있다. U.S. Patent No. 4,902,870 entitled " Apparatus and method for transfer arc cleaning of a substrate in an RF plasma system in an RF plasma system "discloses a technique of cleaning the surface of a target by plasma have.

상기한 바와 같은 종래의 아크제트 플라스마 발생기에서 아크 방전은 아크가 발생되는 부분에 방전이 집중되는 부분 방전(Partial discharge)의 특성이 있다. 따라서 아크제트 플라스마 발생기는 그 물리적인 특성으로 인해 처리할 수 있는 타깃의 면적에 제한을 갖게 되고, 제한적인 표면처리면적에 인하여 적용할 수 범위에 한계를 가질 수밖에 없다. In the conventional arc-jet plasma generator as described above, arc discharge has a partial discharge characteristic in which a discharge is concentrated at a portion where an arc is generated. Therefore, the arc jet plasma generator has a limitation on the area of the target that can be processed due to its physical characteristics, and the limited range of the surface treatment area limits the applicable range.

본 발명은 상기와 같은 종래 아크제트 플라스마 발생기의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은, 플라스마에 의하여 표면처리면적을 증가시킬 수 있는 새로운 아크제트 플라스마 발생기를 제공하는 것이다.The present invention is intended to solve various problems of the conventional arc jet plasma generator. It is an object of the present invention to provide a new arc jet plasma generator capable of increasing the surface treatment area by plasma.

본 발명의 다른 목적은, 단순한 구조에 의하여 간편하고 정확하게 제어할 수 있는 아크제트 플라스마 발생기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an arc jet plasma generator capable of simple and accurate control by a simple structure.

본 발명의 일 측면에 따르면, 아크제트 플라스마 발생기가 제공된다. 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기는, 전력의 인가에 의하여 아크 방전을 발생시키는 중공형 음극과 양극을 구비한다. 음극이 노즐 헤드에 결합되어 있다. 노즐 헤드는 아크 방전에 의하여 발생되는 아크제트 플라스마가 유입되도록 음극의 통로와 연통되어 있는 작동 공간을 가지며, 작동 공간과 연통되어 있는 출구를 갖는다. 회전 분사 노즐이 작동 공간에 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 회전 분사 노즐은 출구에 배치되어 아크제트 플라스마를 분사하는 편심 노즐 구멍을 가지며, 편심 노즐 구멍을 통하여 분사되는 아크제트 플라스마의 영역이 확장되도록 통로의 중심축선과 편심 노즐 구멍의 중심축선은 서로 평행하게 배치되어 있다.According to an aspect of the invention, an arc jet plasma generator is provided. An arc jet plasma generator according to the present invention includes a hollow cathode and an anode for generating an arc discharge by application of electric power. A cathode is coupled to the nozzle head. The nozzle head has an operating space communicating with the passage of the cathode so that the arc jet plasma generated by the arc discharge flows, and has an outlet communicating with the operating space. The rotary injection nozzle is mounted so as to be rotatable in the operating space. The rotary jet nozzle has an eccentric nozzle hole disposed at an outlet for jetting an arc jet plasma, and the central axis of the passage and the central axis of the eccentric nozzle hole are arranged parallel to each other so as to expand the area of the arc jet plasma injected through the eccentric nozzle hole Respectively.

또한, 압축공기가 작동 공간에 공급되면 회전 분사 노즐이 원활하게 회전할 수 있도록 회전 분사 노즐의 외면에 복수의 날개들이 형성되어 있다. 가이드 노즐이 통로를 통과하는 아크제트 플라스마의 흐름을 편심 노즐 구멍으로 유도하기 위하여 작동 공간에 장착되어 있다. 가이드 노즐은 회전 분사 노즐과 함께 회전되도록 회전 분사 노즐에 결합되어 있으며, 베어링에 의하여 지지되어 원활하게 회전된다. In addition, when the compressed air is supplied to the operation space, a plurality of vanes are formed on the outer surface of the rotary injection nozzle so that the rotary injection nozzle can smoothly rotate. A guide nozzle is mounted in the working space to direct the flow of arc jet plasma through the passageway to the eccentric nozzle hole. The guide nozzle is coupled to the rotation injection nozzle so as to rotate together with the rotation injection nozzle, and is supported by the bearing and smoothly rotated.

본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기는, 회전 분사 노즐이 편심 회전되면서 아크제트 플라스마를 워크피스에 분사함으로써 플라스마에 의한 표면처리면적을 증가시킬 수 있다. 또한, 회전 분사 노즐이 압축공기의 공급에 의하여 회전되는 단순한 구조에 의하여 간편하고 정확하게 제어할 수 있는 유용한 효과가 있다. The arc jet plasma generator according to the present invention can increase the area of surface treatment by plasma by jetting arc jet plasma onto the workpiece while eccentrically rotating the rotary jet nozzle. Further, there is a useful effect that the rotary injection nozzle can be simply and accurately controlled by a simple structure that is rotated by supply of compressed air.

도 1은 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기에서 노즐 헤드, 가이드 노즐과 회전 분사 노즐의 구성을 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기에서 노즐 헤드, 가이드 노즐과 회전 분사 노즐의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기에서 노즐 헤드의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기에서 회전 분사 노즐의 작동을 설명하기 위하여 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기에서 회전 분사 노즐의 작동을 설명하기 위하여 나타낸 평면도이다. 1 is a front view showing the construction of an arc jet plasma generator according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the construction of an arc jet plasma generator according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view illustrating the nozzle head, the guide nozzle, and the rotary injection nozzle in the arc jet plasma generator according to the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating the structure of a nozzle head, a guide nozzle, and a rotary spray nozzle in an arc jet plasma generator according to the present invention.
5 is a plan view showing the configuration of a nozzle head in an arc jet plasma generator according to the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating the operation of the rotary injection nozzle in the arc jet plasma generator according to the present invention.
7 is a plan view for explaining the operation of the rotary injection nozzle in the arc jet plasma generator according to the present invention.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of an arc jet plasma generator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기는 전기방전을 위한 음극(10)과 양극(20)을 구비한다. 음극(10)은 반응가스의 통로(12)를 갖는 중공형 원통(Hollow cylinder)으로 구성되어 있으며, 접지되어 있다. 반응가스는 공기와 질소(N2), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 수소(H2) 등의 다양한 가스가 사용될 수 있다. 반응가스의 공급을 위한 인렛 피팅(Inlet fitting: 14)이 통로(12)와 연통되도록 음극(10)의 외면 상부에 결합되어 있다. Referring first to FIGS. 1 and 2, an arc jet plasma generator according to the present invention includes a cathode 10 and an anode 20 for an electric discharge. The cathode 10 is composed of a hollow cylinder having a passage 12 of the reaction gas, and is grounded. As the reaction gas, various gases such as air and nitrogen (N 2 ), argon (Ar), helium (He), hydrogen (H 2 ) An inlet fitting 14 for supplying a reaction gas is coupled to the upper surface of the cathode 10 so as to communicate with the passage 12. [

음극(10)의 중심축선(L1)과 양극(20)의 중심축선(L2)은 서로 정렬되어 있다. 양극(20)은 통로(12) 안에 음극(10)과 동심을 이루도록 수용되어 있다. 양극(20)은 음극(10)의 선단과 이웃하도록 통로(12) 안에 수용되어 있는 팁(Tip: 22)을 갖는다. 양극(20)의 상단부 외면과 팁(22)의 외면을 제외한 양극(20)의 외면에 절연피복(24)이 씌워져 있다. The center axis (L 2) of the center of the cathode (10) axis (L 1) and the anode 20 are aligned with each other. The anode (20) is accommodated in the passage (12) concentrically with the cathode (10). The anode 20 has a tip (Tip) 22 accommodated in the passage 12 so as to be adjacent to the tip of the cathode 10. An insulating coating 24 is applied to the outer surface of the anode 20 except for the outer surface of the upper end of the anode 20 and the outer surface of the tip 22. [

출구 포트 링(Exit port ring: 30)이 반응가스의 흐름을 팁(22)의 주위로 유도하도록 통로(12) 안에 장착되어 있다. 출구 포트 링(30)의 중심축선은 양극(20)의 중심축선(L2)에 정렬되어 있다. 팁(22)은 출구 포트 링(30)의 구멍(32)을 통과하도록 통로(12) 안에 배치되어 있다. An exit port ring (30) is mounted in the passage (12) to direct the flow of reaction gas around the tip (22). The center axis of the outlet port ring 30 is aligned with the central axis L 2 of the anode 20. The tip 22 is disposed in the passage 12 so as to pass through the hole 32 of the outlet port ring 30.

본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기는 음극(10)이 수용되어 있는 하우징(Housing: 40)을 구비한다. 하우징(40)은 상하로 분리할 수 있도록 결합되어 있는 하부 하우징 분할체(42)와 상부 하우징 분할체(44)로 구성되어 있다. 하부 하우징 분할체(42)는 반응가스의 통로(46)를 갖는 중공형 원통으로 구성되어 있다. 상부 하우징 분할체(44)는 양극(20)이 끼워지는 구멍(48)을 가지며, 음극(10)의 통로(12)와 하부 하우징 분할체(42)의 통로(46)를 폐쇄하는 캡(Cap)의 기능을 보유한다. 양극(20)의 상단은 상부 하우징 분할체(44) 밖으로 노출되어 있다. 전원공급장치(50)가 전력의 인가를 위하여 상부 하우징 분할체(44) 밖으로 노출되어 있는 양극(20)의 상단에 연결되어 있다.The arc jet plasma generator according to the present invention includes a housing 40 in which a cathode 10 is accommodated. The housing 40 is composed of a lower housing divided body 42 and an upper housing divided body 44 which are detachably coupled to each other. The lower housing divided body 42 is formed of a hollow cylindrical body having a passage 46 of the reaction gas. The upper housing parted body 44 has a hole 48 into which the anode 20 is fitted and is provided with a cap Cap that closes the passage 12 of the cathode 10 and the passage 46 of the lower housing parted body 42 ). The upper end of the anode 20 is exposed to the upper housing part body 44. A power supply 50 is connected to the upper end of the anode 20 exposed to the outside of the upper housing part 44 for power application.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기는 하우징(40)의 하단에 장착되어 있는 노즐 헤드(Nozzle head: 60)를 구비한다. 노즐 헤드(60)는 좌우로 분리할 수 있도록 결합되어 있는 좌측 헤드 분할체(62)와 우측 헤드 분할체(64)로 구성되어 있다. 좌측 헤드 분할체(62)와 우측 헤드 분할체(64)는 복수의 볼트(66)들의 체결에 의하여 결합된다. 보스(Boss: 68)가 노즐 헤드(60)의 상부에 형성되어 있다. 하우징(40)의 하단은 보스(68)에 끼워져 있다. 다른 실시예에 있어서, 하우징(40)은 삭제될 수 있고, 음극(10)이 노즐 헤드(60)의 보스(68)에 끼워져 결합될 수 있다. 1 to 5, an arc jet plasma generator according to the present invention includes a nozzle head 60 mounted at a lower end of a housing 40. The nozzle head 60 is constituted by a left head divided body 62 and a right head divided body 64 which are coupled so as to be separable from each other. The left head divided body 62 and the right head divided body 64 are joined by fastening of a plurality of bolts 66. A boss 68 is formed on the top of the nozzle head 60. The lower end of the housing 40 is fitted in the boss 68. In another embodiment, the housing 40 can be eliminated and the cathode 10 can be fitted into the boss 68 of the nozzle head 60 and coupled.

노즐 헤드(60)는 하우징(40)의 통로(46)와 연통되어 있는 작동 공간(70)과, 이 작동 공간(70)가 연통되도록 하면에 형성되어 있는 출구(72)를 갖는다. 제1 단(Step: 74)이 작동 공간(70)의 내면에 돌출되도록 형성되어 있다. 제2 단(76)이 출구(72)의 주위에 형성되어 있다. 압축공기의 유입을 위한 인렛 피팅(78)이 작동 공간(70)과 연통되도록 노즐 헤드(60)의 외면에 형성되어 있다. The nozzle head 60 has a working space 70 communicating with the passage 46 of the housing 40 and an outlet 72 formed in the bottom surface of the working space 70 to communicate with each other. A first step 74 is formed to protrude from the inner surface of the working space 70. A second end 76 is formed around the outlet 72. An inlet fitting 78 for introducing compressed air is formed on the outer surface of the nozzle head 60 so as to communicate with the working space 70. [

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기는 노즐 헤드(60)의 작동 공간(70)에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 가이드 노즐(Guide nozzle: 80)을 구비한다. 가이드 노즐(80)의 노즐 구멍(82)의 중심축선(L3)과 양극(20)의 중심축선(L2)은 서로 정렬되어 있다. 노즐 구멍(82)은 하우징(40)의 통로(46)과 연통되어 아크제트 플라스마의 흐름을 유도한다. 플랜지(Flange: 84)가 가이드 노즐(80)의 상단에 형성되어 있다. 가이드 노즐(80)의 회전을 지지하기 위한 베어링으로 스러스트 베어링(Thrust bearing: 90)이 제1 단(74)과 플랜지(84) 사이에 장착되어 있다. 2 to 5, an arc jet plasma generator according to the present invention includes a guide nozzle 80 mounted to be rotatable in an operating space 70 of a nozzle head 60. The center axis L 3 of the nozzle hole 82 of the guide nozzle 80 and the center axis L 2 of the anode 20 are aligned with each other. The nozzle hole 82 communicates with the passage 46 of the housing 40 to induce flow of arc jet plasma. A flange 84 is formed at the upper end of the guide nozzle 80. A thrust bearing 90 is mounted between the first end 74 and the flange 84 as a bearing for supporting the rotation of the guide nozzle 80.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기는 노즐 헤드(60)의 작동 공간(70)에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 회전 분사 노즐(Eccentric nozzle: 100)을 구비한다. 회전 분사 노즐(100)의 선단은 출구(72)를 통과하여 노즐 헤드(90) 밖으로 돌출되어 있다. 회전 분사 노즐(100)은 보어(102), 비대칭 테이퍼 보어(Asymmetry taper bore: 104)와 편심 노즐 구멍(106)이 형성되어 있는 노즐 팁(108)을 구비한다. Referring to FIGS. 1 to 6, an arc jet plasma generator according to the present invention includes a rotary injection nozzle 100 mounted to be rotatable in an operating space 70 of a nozzle head 60. The tip of the rotary injection nozzle 100 passes through the outlet 72 and protrudes out of the nozzle head 90. The rotary injection nozzle 100 has a bore 102, a nozzle tip 108 having an asymmetric taper bore 104 and an eccentric nozzle hole 106 formed therein.

보어(102)는 회전 분사 노즐(100)의 내부 상부에 형성되어 있다. 가이드 노즐(80)의 하단은 보어(102)에 끼워져 결합되어 있다. 따라서 가이드 노즐(80)과 회전 분사 노즐(100)은 함께 회전된다. 가이드 노즐(80)과 회전 분사 노즐(100)은 나사 결합이나 억지 끼워맞춤에 의하여 결합될 수 있다. The bore 102 is formed in the upper portion of the rotary injection nozzle 100. The lower end of the guide nozzle 80 is engaged with the bore 102. Therefore, the guide nozzle 80 and the rotary injection nozzle 100 are rotated together. The guide nozzle 80 and the rotary injection nozzle 100 can be coupled by screw engagement or interference fit.

비대칭 테이퍼 보어(104)는 하부로 갈수록 단면적이 점진적으로 감소되도록 보어(102)로부터 연장되어 있다. 편심 노즐 구멍(106)은 비대칭 테이퍼 보어(104)로부터 연장되어 있다. 편심 노즐 구멍(106)의 중심축선(L4)과 음극(10)의 중심축선(L1)은 서로 평행하게 배치되어 있다. 노즐 팁(108)은 출구(72)를 통하여 노즐 헤드(60) 밖으로 돌출되어 있다. The asymmetric taper bore 104 extends from the bore 102 such that the cross-sectional area gradually decreases toward the bottom. The eccentric nozzle hole 106 extends from the asymmetric taper bore 104. The central axis (L 1) of the central axis (L 4) and the cathode (10) of the eccentric nozzle holes 106 are arranged in parallel to each other. The nozzle tip 108 protrudes out of the nozzle head 60 through an outlet 72.

회전 분사 노즐(100)의 외면에 복수의 날개(110)들이 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 압축공기가 인렛 피팅(78)을 통하여 작동 공간(70)에 공급되면, 압축공기력을 받는 날개(110)들에 의하여 회전 분사 노즐(100)이 회전된다. 즉, 회전 분사 노즐(100)은 압축공기에 의하여 회전되는 임펠러 형태의(Impeller like)의 노즐이다. 다른 실시에 있어서, 가이드 노즐(80)은 삭제되고, 회전 분사 노즐(100)의 보어(102)가 하우징(40)의 통로(46)와 연통되도록 장착될 수도 있다. 이 경우, 회전 분사 노즐(100)의 회전은 스러스트 베어링(90) 또는 레이디얼 베어링(Radial bearing)에 의하여 지지될 수 있다. A plurality of vanes 110 are formed on the outer surface of the rotary injection nozzle 100 along the circumferential direction. When the compressed air is supplied to the working space 70 through the inlet fittings 78, the rotary injection nozzle 100 is rotated by the vanes 110 receiving the compressed air force. That is, the rotary injection nozzle 100 is an impeller-like nozzle rotated by compressed air. The guide nozzle 80 may be eliminated and the bore 102 of the rotary injection nozzle 100 may be mounted to communicate with the passage 46 of the housing 40. In other embodiments, In this case, the rotation of the rotary injection nozzle 100 may be supported by a thrust bearing 90 or a radial bearing.

지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기에 대한 작용을 설명한다. Hereinafter, the operation of the arc jet plasma generator according to the present invention having such a configuration will be described.

도 1과 도 2를 참조하면, 인렛 피팅(14)을 통하여 유입되는 반응가스는 통로(12)를 따라 하강기류(Descending current)를 형성하면서 출구 포트 링(30)에 의하여 팁(22) 주위로 흐른다. 전원공급장치(50)의 작동에 의하여 양극(20)에 전력, 예를 들어 전압 600V, 전류 25A가 인가되면, 음극(10)과 팁(22) 사이에서 아크 방전이 발생된다. 1 and 2, the reaction gas introduced through the inlet fitting 14 is formed around the tip 22 by the outlet port ring 30 while forming a descending current along the passage 12. [ Flows. An arc discharge is generated between the cathode 10 and the tip 22 when an electric power, for example, a voltage of 600 V and a current 25 A is applied to the anode 20 by the operation of the power supply device 50.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 반응가스는 팁(22) 주위에 발생되는 아크 방전 영역(Z1)에서 전리되고, 반응가스의 전리에 의하여 아크제트 플라스마가 발생된다. 아크제트 플라스마는 음극(10)의 통로(12), 하우징(40)의 통로(46), 가이드 노즐(80)의 노즐 구멍(82)을 통과하여 회전 분사 노즐(100)의 비대칭 테이퍼 보어(104)로 흐른다.As shown in Fig. 2, the reaction gas is ionized in the arc discharge region Z 1 generated around the tip 22, and arc jet plasma is generated by ionization of the reaction gas. The arc jet plasma passes through the passage 12 of the cathode 10, the passage 46 of the housing 40 and the nozzle hole 82 of the guide nozzle 80 and passes through the asymmetric taper bore 104 of the rotary injection nozzle 100 ).

도 6과 도 7을 참조하면, 압축공기가 인렛 피팅(78)을 통하여 작동 공간(70)에 유입되면, 날개(110)들이 압축공기력을 받게 된다. 회전 분사 노즐(100)은 압축공기력에 의하여 회전되고, 회전 분사 노즐(100)과 함께 회전된다. 회전 분사 노즐(100)은 그 중심축선(L4)이 음극(10)의 중심축선(L1)과 어긋나도록 배치되어 음극(10)의 중심축선(L1)을 기준으로 편심 회전된다. 압축공기는 출구(72)를 통하여 노즐 헤드(60) 밖으로 유출된다.6 and 7, when the compressed air flows into the working space 70 through the inlet fitting 78, the blades 110 are subjected to the compressed air force. The rotary injection nozzle 100 is rotated by the compressed air force and rotated together with the rotary injection nozzle 100. Rotating the injection nozzle 100 is disposed so as to alternate with the center axis line (L 4) the central axis (L 1) of the cathode (10) is eccentrically rotated around the center axis line (L 1) of the cathode (10). The compressed air flows out of the nozzle head 60 through the outlet 72.

이러한 회전 분사 노즐(100)의 편심 회전에 의하여 편심 노즐 구멍(106)을 통하여 워크피스(2)의 표면에 분사되는 아크제트 플라스마 분사 영역(Z2)이 넓어지게 된다. 회전 분사 노즐(100)의 정지 상태에서 워크피스(2)의 표면에 분사되는 아크제트 플라스마 분사 영역(Z3)은 편심 노즐 구멍(106)의 직경보다 작다. 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기에 있어서 회전 분사 노즐(100)의 편심 회전에 의하여 편심 노즐 구멍(106)의 궤적이 음극(10)의 중심축선(L1)을 기준으로 원을 이루게 되면서 플라스마 분사 영역(Z2)이 링 형태로 넓어진다. 따라서 본 발명에 따른 아크제트 플라스마 발생기는 넓은 면적의 아크제트 플라스마에 의하여 워크피스(2), 예를 들면 인쇄회로기판의 회로 패턴을 효율적으로 크리닝할 수 있다. The eccentric rotation of the rotary injection nozzle 100 widens the arc jet plasma spraying region Z 2 that is sprayed to the surface of the workpiece 2 through the eccentric nozzle hole 106. The arc jet plasma spraying region Z 3 that is sprayed onto the surface of the workpiece 2 in the stationary state of the rotary injection nozzle 100 is smaller than the diameter of the eccentric nozzle hole 106. In the arc jet plasma generator according to the present invention, the locus of the eccentric nozzle hole 106 is rounded with respect to the central axis L 1 of the cathode 10 by the eccentric rotation of the rotary injection nozzle 100, area (Z 2) it is widened in the form of a ring. Therefore, the arc jet plasma generator according to the present invention can efficiently clean circuit patterns of the workpiece 2, for example, a printed circuit board, by using a large area arc jet plasma.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 음극 12: 통로
20: 양극 22: 팁
30: 출구 포트 링 40: 하우징
46: 통로 50: 전원공급장치
60: 노즐 헤드 70: 작동 공간
78: 인렛 피팅 80: 가이드 노즐
90: 스러스트 베어링 100: 회전 분사 노즐
106: 편심 노즐 구멍 110: 날개10: cathode 12: passage
20: anode 22: tip
30: outlet port ring 40: housing
46: passage 50: power supply
60: nozzle head 70: operating space
78: inlet fitting 80: guide nozzle
90: thrust bearing 100: rotary spray nozzle
106: eccentric nozzle hole 110: wing

Claims (6)

반응가스의 흐름을 위한 통로를 갖는 중공형 음극과;
전력의 인가에 의하여 상기 음극과의 사이에 아크 방전이 발생되도록 상기 통로 안에 수용되어 있는 팁을 갖는 양극과;
상기 음극이 결합되어 있고, 상기 아크 방전에 의하여 발생되는 아크제트 플라스마가 유입되도록 상기 통로와 연통되어 있는 작동 공간을 가지며, 상기 작동 공간과 연통되어 있는 출구를 갖는 노즐 헤드와;
상기 작동 공간에 회전할 수 있도록 장착되어 있고, 상기 출구에 배치되어 상기 아크제트 플라스마를 분사하는 편심 노즐 구멍을 가지며, 상기 편심 노즐 구멍을 통하여 분사되는 상기 아크제트 플라스마의 영역이 확장되도록 상기 통로의 중심축선과 상기 편심 노즐 구멍의 중심축선은 서로 평행하게 배치되어 있는 회전 분사 노즐(100)과,
상기 통로를 통과하는 아크제트 플라스마의 흐름을 상기 편심 노즐 구멍으로 유도하기 위하여 상기 음극과 상기 회전 분사 노즐 사이에 배치되도록 상기 작동 공간에 장착되어 있는 가이드 노즐을 포함하고,
상기 노즐헤드는 상기 작동 공간에 압축공기의 공급을 위하여 상기 노즐 헤드의 외면에 유입구가 형성되어 있고,
상기 회전 분사 노즐은 상기 압축공기의 공급에 의하여 상기 회전 분사 노즐이 회전할 수 있도록 상기 회전 분사 노즐의 외면에 복수의 날개들이 형성되어 있고,
상기 가이드 노즐은 상기 회전 분사 노즐과 함께 회전되도록 상기 회전 분사 노즐에 결합되어 있는 아크제트 플라스마 발생기. A hollow cathode having a passage for the flow of the reaction gas;
A cathode having a tip accommodated in the passage so that an arc discharge is generated between the anode and the cathode by application of electric power;
A nozzle head coupled to the cathode and having an operating space communicated with the passage to allow arc jet plasma generated by the arc discharge to flow therethrough and an outlet communicating with the working space;
And an eccentric nozzle hole disposed in the outlet for ejecting the arc jet plasma, the nozzle having an eccentric nozzle hole extending through the eccentric nozzle hole to expand the area of the arc jet plasma injected through the eccentric nozzle hole, A rotary injection nozzle (100) having a central axis and a central axis of the eccentric nozzle hole arranged parallel to each other,
And a guide nozzle mounted in the working space so as to be disposed between the cathode and the rotary spray nozzle to guide a flow of arc jet plasma through the passage to the eccentric nozzle hole,
Wherein the nozzle head has an inlet formed on an outer surface of the nozzle head for supplying compressed air to the operating space,
Wherein the rotary injection nozzle has a plurality of blades formed on an outer surface of the rotary injection nozzle so that the rotary injection nozzle can rotate by the supply of the compressed air,
Wherein the guide nozzle is coupled to the rotary injection nozzle to rotate with the rotary injection nozzle. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 가이드 노즐의 회전을 지지하기 위하여 상기 작동 공간에 장착되어 있는 베어링을 더 포함하는 아크제트 플라스마 발생기.The method according to claim 1,
Further comprising: a bearing mounted in the working space for supporting rotation of the guide nozzle. 제1항에 있어서,
상기 반응가스의 흐름이 상기 팁 주위로 유도되도록 상기 통로에 장착되어 있는 출구 포트 링을 더 포함하고, 상기 팁은 상기 출구 포트 링에 통과되어 있는 아크제트 플라스마 발생기.The method according to claim 1,
Further comprising an exit port ring mounted to the passage such that a flow of the reaction gas is directed around the tip, the tip being passed through the exit port ring. 제1항에 있어서,
상기 음극은 중공형 하우징의 통로 안에 장착되어 있고, 상기 하우징은 상기 노즐 헤드에 결합되어 있는 아크제트 플라스마 발생기. The method according to claim 1,
Wherein the cathode is mounted in a passageway of the hollow housing and the housing is coupled to the nozzle head.
KR20120153800A 2012-12-26 2012-12-26 Arc-jet plasma generator KR101479767B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120153800A KR101479767B1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Arc-jet plasma generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120153800A KR101479767B1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Arc-jet plasma generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140083732A KR20140083732A (en) 2014-07-04
KR101479767B1 true KR101479767B1 (en) 2015-01-12

Family

ID=51734104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20120153800A KR101479767B1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Arc-jet plasma generator

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101479767B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101645393B1 (en) * 2014-09-12 2016-08-19 주식회사 아이넥스 Plasma cleaning apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11111492A (en) * 1997-09-30 1999-04-23 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd Non-shifting type swinging plasma torch
JP2001068298A (en) * 1999-07-09 2001-03-16 Agrodyn Hochspannungstechnik Gmbh Plasma nozzle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11111492A (en) * 1997-09-30 1999-04-23 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd Non-shifting type swinging plasma torch
JP2001068298A (en) * 1999-07-09 2001-03-16 Agrodyn Hochspannungstechnik Gmbh Plasma nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140083732A (en) 2014-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200331012A1 (en) Plasma transfer wire arc thermal spray system
CN206650910U (en) Interior cap for liquid-cooling type plasma arc welding gun
US6207923B1 (en) Plasma arc torch tip providing a substantially columnar shield flow
EP1576862B1 (en) Plasma gas distributor and method of distributing a plasma gas
TWI531280B (en) Plasma device
JP2016163034A (en) Two-fluid nozzle
KR101479767B1 (en) Arc-jet plasma generator
EP1844175B1 (en) A thermal spraying method and device
EP1552728A1 (en) A thermal spraying device
US9642237B2 (en) Method of improving electrode life by simultaneously controlling plasma gas composition and gas flow
JP2016044320A (en) Plasma spray coating apparatus
US6933461B2 (en) Tips and contact members having ridges for use in a contact start plasma arc torch
CN112752385A (en) Nozzle of rotary plasma spray gun
JPH1043865A (en) Plasma torch
JP2011049103A (en) Plasma generation method
KR20200057162A (en) Thermal plasmatron
JP5645157B2 (en) Plasma device
KR20210003470A (en) Low power plasma arc torch electrode assembly
TW202009323A (en) Plasma coating device
RU2361964C2 (en) Method of economy plasmatic ultrasonic spatter of high-density powder coatings and plasmatron for its implementation (versions)
JP2000000497A (en) Gas bearing for rotary atomizing electrostatic coating gun
KR20040091448A (en) A plasma gun
JP2006190493A (en) Plasma treatment device and plasma treatment method
KR20180110270A (en) Coating system and supplying unit
JPH05109496A (en) Dc plasma generating torch

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181224

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191226

Year of fee payment: 6