KR102032294B1 - 대기압 플라즈마 발생장치 - Google Patents

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KR102032294B1
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Abstract

본 발명은 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 본 발명에 대기압 플라즈마 발생장치는, 회전형 외부하우징을 구성하며 내부에 절연공간이 형성되는 접지전극(100); 상기 접지전극(100)의 내부에 상기 외부하우징과 동시 회전이 가능하게 삽입 배치되며 단부에 방전전극(220)이 형성되는 내부전극(200); 및 상기 접지전극(100)의 단부가 연장되어 형성되며 내부에 상기 내부전극(200)의 단부에 형성되는 방전전극(220)을 수용하기 위한 전극수용공간(310)을 구비하는 노즐부(300);를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 회전형 외부하우징을 구성하는 접지전극의 단부에 위치하며 플라즈마가 통과하기 위한 분출구가 형성되는 노즐부 내측으로 방전가스가 주입되는 모세관을 중심부에 구비한 내부전극을 연장구성함으로써 플라즈마 방전구멍과 플라즈마 분출구 사이의 간극을 최소화하여 전력소모와 불순물의 발생을 줄이면서도 안정적으로 플라즈마를 발생시키고 전체적인 크기를 소형화할 수 있어 휴대가 용이한 대기압 플라즈마 발생장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

대기압 플라즈마 발생장치 {APPARATUS FOR GENERATING ATMOSPHERIC PRESSURE PLASMA }
본 발명은 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전형 외부하우징을 구성하는 접지전극의 단부에 위치하며 플라즈마가 통과하기 위한 분출구가 형성되는 노즐부 내측으로 방전가스가 주입되는 모세관을 중심부에 구비한 내부전극을 방전전극과 결합하여 연장구성함으로써 플라즈마 방전구멍과 플라즈마 분출구 사이의 간극을 최소화하여 전력소모와 불순물의 발생을 줄이면서도 안정적으로 플라즈마를 발생시키고 전체적인 크기를 소형화할 수 있어 휴대가 용이한 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전압 또는 가열 등에 의하여 기체가 전리(ionization)되어 전자 및 이온의 수밀도가 비약적으로 증가되는데, 이러한 기체가 전리된 상태 즉, 전리기체를 플라즈마라고 한다.
이러한, 플라즈마는 액정표시장치를 포함하는 평판표시장치 및 반도체의 제조 공정에 있어서, 금속물질 또는 반도체증 등을 패터닝시 이용되는 포토레지스트를 애싱(ashing)처리하여 제거하거나, 기타 유기물질이나 반도체물질 등으로 이루어진 박막을 에칭(etching)하거나, 표면의 유기물 등을 제거하기 위한 세정(cleaning)공정에 플라즈마 발생장치를 이용하여 진행하고 있다.
여기서, 플라즈마 발생장치는 대기압과 진공상태에서 플라즈마를 발생시킬 수 있으나, 진공 플라즈마 발생장치는 진공상태를 만들기 위한 장비 및 장소의 제약이 있어 근래에는 대기압 플라즈마 발생장치를 사용하고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 회전형 대기압 플라즈마 발생장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 회전형 대기압 플라즈마 발생장치(10)는, 내부에 방전가스가 주입되는 가스주입 공간(1a)을 구비하고 일체형 외부하우징을 구성하며 회전하는 접지전극(1)과 상기 접지전극(1)의 내부공간에 삽입 고정된 내부전극(2)을 포함하여 형성된다..
이때, 상기 접지전극(1)의 단부가 연장되어 형성된 노즐부(4)에는 상기 가스주입 공간(1a)을 통해 주입된 방전가스가 내부전극(2)의 방전부(2a)에 반응하여 발생되는 플라즈마가 젯 형태로서 외부로 분출되기 위한 분출구(4a)가 형성된다.
또한, 상기 노즐부(4)는, 내부에 상기 방전부(2a)에서 방전가스가 반응하여 발생되는 플라즈마가 분출되는 통로를 구성하는 사선형태의 반응공간(4b)이 형성되며, 상기 분출구(4a)는 상기 노즐부(4)의 외측 가장자리에 위치하게 된다.
이와 같이, 종래기술에 따른 회전형 대기압 플라즈마 발생장치(10)는, 상기 노즐부(4)가 상기 접지전극(1)의 단부가 외측으로 갈수록 직경이 커지는 형태로 일체로 연장되어 형성되며, 플라즈마가 분출되는 상기 분출구(4a)가 상기 노즐부(4)의 외측 가장자리에 위치하기 때문에, 상기 내부전극(2)에 전원공급장치(5)로부터 전원이 인가되면 상기 외부하우징을 구성하는 접지전극(1)과 노줄부(4)가 동시에 회전하면서 넓은 영역에 플라즈마 젯이 분사될 수 있었다.
그러나, 종래기술에 따른 회전형 대기압 플라즈마 발생장치(10)는, 상기 노즐부(4) 내측에 형성되는 사선형태의 반응공간(4b)으로 인해 상기 방전부(2a)와 상기 분출구(4a)까지의 거리가 길기 때문에, 기판의 표면처리를 위해 필요한 크기의 플라즈마를 발생시키기 위하여 상기 내부전극(2)에 높은전력을 인가함으로써 전력소비가 크게 늘어나고 그에 따라 제품 크기가 대형화되어 휴대가 불편한 문제점이 있었다.
또한, 고전력을 사용 하기 때문에 금속 하우징으로 형성되는 접지전극(1)과 내부전극(2)의 플라즈마 발생부위에서 금속 파티클이 발생하여 불순물로 인해 반도체 제조공정에서 기판의 표면처리시 제품불량이 발생하는 문제점이 있었다.
게다가, 상기 노즐부(4) 내측에 형성되는 사선형태의 반응공간(4b)으로 인해 회전시 방전가스에서 와류가 발생하여 플라즈마의 전자나 이온들의 집속이 이루어지지 못하면서 대상 기판의 표면에 안정적으로 도달되지 못하여 표면처리가 용이하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 전력소모와 제품크기를 줄일 수 있으며 제품사용시 기판 표면에 불순물이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 방전가스의 와류현상을 방지할 수 있는 현실적이고도 적용이 가능한 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
공개특허공보 KR 10-2008-0039732호(공개일 2008.05.07.)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 회전형 외부하우징을 구성하는 접지전극의 단부에 위치하며 플라즈마가 통과하기 위한 분출구가 형성되는 노즐부 내측으로 방전가스가 주입되는 모세관을 중심부에 구비한 내부전극을 방전전극과 결합하여 연장구성함으로써 플라즈마 방전구멍과 플라즈마 분출구 사이의 간극을 최소화하여 전력소모와 불순물의 발생을 줄이면서도 안정적으로 플라즈마를 발생시키고 전체적인 크기를 소형화할 수 있어 휴대가 용이한 대기압 플라즈마 발생장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 회전형 외부하우징을 구성하며 내부에 절연공간이 형성되는 접지전극(100); 상기 접지전극(100)의 내부에 상기 외부하우징과 동시 회전이 가능하게 삽입 배치되며 단부에 방전전극(220)이 형성되는 내부전극(200); 및 상기 접지전극(100)의 단부가 연장되어 형성되며 내부에 상기 내부전극(200)의 단부에 형성되는 방전전극(220)을 수용하기 위한 전극수용공간(310)을 구비하는 노즐부(300);를 포함할 수 있다.
상기 내부전극(200)은, 중심부에 방전가스가 주입되는 모세관(210)을 구비할 수 있다.
상기 노즐부(300)는, 상기 내부전극의 중심부에 형성된 모세관(210)을 통해 유입되는 방전가스가 상기 방전전극(220)의 방전부(220a)에 반응하여 플라즈마가 발생하는 경우에 젯 형태를 가지며 외부로 분출되기 위한 분출구(300a)가 형성될 수 있다.
상기 노즐부(300)는, 상기 방전전극(220)에 대응되는 형상을 가지며 외측으로 갈수록 직경이 좁아지는 전극수용공간(310)을 형성하고, 끝단 가장자리에 상기 전극수용공간(310)과 연통하는 분출구(300a)가 배치될 수 있다.
상기 방전전극(220)은, 상기 노즐부(300)의 전극수용공간에서 상기 내부전극(200)의 길이방향과 소정 각도를 유지하는 사선구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 상기 방전전극(220)의 끝단부와 상기 노즐부(300)의 분출구는 상호간에 서로 마주하는 구조를 가지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 상기 내부전극(200)을 감싸며 관형상을 갖는 중심유전체(400)를 외부하우징을 구성하는 접지전극(100)의 내부에 더 구비하고, 상기 방전전극(220)을 감싸는 전극유전체(320)를 상기 전극수용공간(310)의 상측으로 배치하여, 상기 접지전극(100), 내부전극(200), 및 방전전극(220)이 동시에 회전하는 경우에 상호간에 서로 지지 고정되게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 구동모터(700)의 회전력을 전달받아 상기 접지전극(100)과 내부전극(200)을 회전시키기 위한 풀리부(500)를 구성할 수 있다.
상기 풀리부(500)는, 구동모터(700)의 회전축과 동심축으로 결합되는 구동풀리(510); 및 상기 구동풀리(510)의 회전토크를 상기 접지전극(100)에 전달하기 위한 종동풀리(520);를 구비할 수 있다.
회전을 돕기위한 베어링(600)을 외부면 상측 및 하측으로 복수개 구비할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 회전형 외부하우징을 구성하는 접지전극의 단부에 위치하며 플라즈마가 통과하기 위한 분출구가 형성되는 노즐부 내측으로 방전가스가 주입되는 모세관을 중심부에 구비한 내부전극을 방전전극과 결합하여 연장구성함으로써 플라즈마 방전구멍과 플라즈마 분출구 사이의 간극을 최소화하여 전력소모와 불순물의 발생을 줄이면서도 안정적으로 플라즈마를 발생시키고 전체적인 크기를 소형화할 수 있어 휴대가 용이한 대기압 플라즈마 발생장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 회전형 대기압 플라즈마 발생장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 대기압 플라즈마 발생장치의 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2 내지 도 3에 도시된 대기압 플라즈마 발생장치의 외부구성을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 8b는 종래기술과 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생장치를 비교하기 위한 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 접지전극(100), 내부전극(200), 및 노즐부(300)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 접지전극(100)은, 회전형 외부하우징을 구성하며 내부에 절연을 위한 중공의 절연공간이 형성될 수 있으며, 상기 절연공간이 절연체로 채워질 경우에도 회전이 가능할 수 있다.
이때, 상기 접지전극(100)은, 상술한 바와 같이, 내부 공간을 가지며, 내마모성과 전도성이 좋은 전도체로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 내부전극(200)은, 본 발명의 실시예에서, 상기 접지전극(100)의 내부에 상기 외부하우징과 동시 회전이 가능하게 삽입 배치되며 단부에 방전전극(220)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 방전전극(220)의 단부에서 방전공간을 형성할 수 있다.
또한, 상기 노즐부(300)는, 상기 접지전극(100)의 단부가 연장되어 형성되며 내부에 상기 내부전극(200)의 단부에 형성되는 방전전극(220)을 수용하기 위한 전극수용공간(310)을 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 내부전극(200)은, 중심부에 방전가스가 주입되는 모세관(210)을 구비할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서, 상기 모세관(210)을 통해 방전가스가 주입되면 상기 내부전극(200)을 지나 후술하는 노즐부(300)의 분출구(300a)로 분출될 수 있다.
이때, 상기 방전가스는, 본 발명의 실시예에서는, 에어가스(공기)를 사용하였으나, 단원자 가스, 질소, 산소, 이산화탄소 또는 이들의 혼합가스로 형성될 수 있다.
또한, 상기 노즐부(300)는, 상기 내부전극의 중심부에 형성된 모세관(210)을 통해 유입되는 방전가스가 상기 방전전극(220)의 방전부(220a)에 반응하여 플라즈마가 발생하는 경우에 젯 형태를 가지며 외부로 분출되기 위한 분출구(300a)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 노즐부(300)는, 상기 방전전극(220)에 대응되는 형상을 가지며 외측으로 갈수록 직경이 좁아지는 전극수용공간(310)을 형성하고, 끝단 가장자리에 상기 전극수용공간(310)과 연통하는 분출구(300a)가 배치될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 방전전극(220)은, 상기 노즐부(300)의 전극수용공간에서 상기 내부전극(200)의 길이방향과 소정 각도를 유지하는 사선구조로 형성될 수 있다.
이때, 상기 방전전극(220)의 끝단부와 상기 노즐부(300)의 분출구는 상호간에 서로 마주하는 구조를 가지도록 형성되어 플라즈마 방전부(220a)와 플라즈마 분출구(300a)사이의 간극을 최소화하여 전력소모를 줄일 수 있어 고전력을 필요로 하지 않으며, 이로 인해 고전력시 금속재질의 전극 표면에 발생할 수 있는 불순물의 발생을 줄일 수 있고, 또한, 고전력시 필요로 하는 절연체의 배치공간을 크게 줄일 수 있다.
또한, 방전전극(220)이 노즐부(300)의 전극수용공간으로 삽입되기 때문에, 도면에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 대기앞 플라즈마 발생장치에 비하여 전체적인 크기를 소형화할 수 있어 휴대가 용이한 대기압 플라즈마 발생장치를 제공하는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 접지전극(100)과 내부전극(200)에 전원을 인가하기 위한 전원공급장치가 구비될 수 있으며, 직류 전원 또는 교류 전원을 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 접지전극(100)과 내부전극(200)은, 텅스텐, 몰리브덴, 스테인레스 스틸, 구리, 알루미늄, 탄소 등으로 이루어질 수 있으며, 다른 금속재질로도 구성될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 대기압 플라즈마 발생장치의 상세하게 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2 내지 도 3에 도시된 대기압 플라즈마 발생장치의 외부구성을 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 회전형 외부하우징을 구성하며 내부에 중공의 공간이 형성되는 접지전극(100)과, 상기 접지전극(100)의 내부에 상기 외부하우징과 동시 회전이 가능하게 삽입 배치되며 단부에 방전전극(220)이 형성되는 내부전극(200), 및 상기 접지전극(100)의 단부가 연장되어 형성되며 내부에 상기 내부전극(200)의 단부에 형성되는 방전전극(220)을 수용하기 위한 전극수용공간(310)을 구비하는 노즐부(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 도 3 내지 도 4에 도시된 구성중 도 1에서 상술한 동일한 구성에 대해서는 상세설명을 생략하기로 한다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 접지전극(100)은, 내부에 상기 내부전극(200)을 감싸며 관형상을 갖는 중심유전체(400)를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 중심유전체(400)는 상기 내부전극(200)의 외경과 비슷한 내경을 가지도록 구성될 수 있어 밀착 결합될 수 있으며, 다양한 절연물질로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로는, 상기 중심유전체(400)는, 석영, 알루미나, 강화유리, 고무, 실리콘, 폴리머, 마이카, 테프론 등의 다양한 유전체가 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 테프론을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방전전극(220)을 감싸는 전극유전체(320)를 상기 전극수용공간(310)의 상측으로 배치할 수 있으며, 상기 전극유전체(320)의 재질은 비전도성 성질을 갖는 절연물질인 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 중심유전체(400)와 상기 전극유전체(320)가 상기 내부전극(200)과 상기 방전전극(220)을 각각 고정함으로써, 상기 접지전극(100), 내부전극(200), 및 방전전극(220)이 동시에 동일한 속도로 회전하는 경우에 상호간에 서로 지지 고정되게 할 수 있다.
한편, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 구동모터(700)의 회전력을 전달받아 상기 접지전극(100)과 내부전극(200)을 회전시키기 위한 풀리부(500)를 구성할 수 있다.
여기서, 상기 풀리부(500)는, 구동모터(700)의 회전축과 동심축으로 결합되는 구동풀리(510), 및 상기 구동풀리(510)의 회전토크를 외부하우징을 구성하는 상기 접지전극(100)에 전달하기 위한 종동풀리(520)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 구동풀리(510)와 종동풀리(520) 사이에 동력전달수단이 줄이나 벨트와 같은 다양한 수단으로 형성될 수 있고, 상기 종동풀리(520)는 상기 중심유전체(400)와 볼팅방식으로 결합될 수 있으며, 따라서, 케이스(800)내부에서 외부하우징을 구성하는 접지전극(100)과 내부전극(200)이 상기 중심유전체(400)를 통해 결합됨으로써 동시에 회전할 수 있다.
또한, 풀리부(500)의 회전을 돕기위한 베어링(600)을 케이스(800)의 내부에서 내부전극(200)의 외부 상측 및 하측으로 복수개 구비할 수 있다.
게다가, 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전체적으로 사각형상의 케이스(800) 내부에 접지전극(100)과 내부전극(200)을 포함하는 주요 부품을 구성하고, 동작전원을 인가하며 파지가능한 핸들형 스위치와 플라즈마를 분출시키기 위한 노즐부(300)만 케이스(800) 외측으로 각각 배치하여 공간활용을 극대화 하여 제품의 크기를 소형화 할 수 있다.
도 5a 내지 도 8b는 종래기술과 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 발생장치를 비교하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 8b를 참조하여, 도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치를 도 1에 도시된 종래기술에 따른 대기압 플라즈마 발생장치와 비교하면 다음과 같다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 접지전극(1)이 회전형 외부하우징을 구성하면서도 내부전극(2)이 고정되어 있기 때문에 내부전극(2)의 단부에서 방전공간이 형성되면서 외부하우징이 회전하는 경우에 접지전극의 내부전극(2) 둘레에 주입되는 방전가스의 와류현상이 발생하여 플라즈마 발생효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
반면에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는 내부전극(200)이 외부하우징을 구성하는 접지전극(100)과 동시에 회전하기 때문에 방전가스가 항상 노즐부(300) 내부의 특정 위치에서 분출되기 때문에 와류현상을 방지할 수 있다.
또한, 도 6a에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 상기 내부전극(2)이 고정되어 있기 때문에 회전하는 접지전극(1)의 단부가 연장되어 형성된 노즐부(4)와 부딪히는 것을 방지하기 위하여 내부전극(2)의 단부에 형성된 방전부(2a)가 노즐부(4) 입구에 배치될 수 있다.
이때, 상기 노즐부(4)는 내부에 상기 방전부(2a)에서 방전가스가 반응하여 발생되는 플라즈마가 분출되는 통로를 구성하는 사선형태의 반응공간(4b)이 형성되며, 상기 분출구(4a)는 상기 노즐부(4)의 외측 가장자리에 위치하게 되면서 제품의 크기가 전체적으로 대형화 되는 문제점이 있었다.
그러나, 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 접지전극(100)과 내부전극(200)이 동시에 회전할 수 있게 함으로써 상호간에 서로 부딪힘을 방지할 수 있고, 내부전극(200)의 단부에서 방전수단으로 형성되는 방전전극(220)이 노즐부(300) 내측의 전극수용공간(310)에 배치됨으로써 전체적으로 제품의 크기를 최소화 할 수 있다.
게다가, 도 7a에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 앞서 설명한 바와 같이, 내부전극(2)의 단부에 형성된 방전부(2a)가 노즐부(4) 입구에 배치되어 방전부(2a)와 노즐부(4) 외측 가장자리에 형성되는 분출구(4a)까지의 거리가 길기 때문에, 플라즈마의 효율을 높이기 위해서는 고전력을 필요로 하는 문제점이 있으며, 이로 인해 높은 열이 발생하고 방열구조를 위해 제품의 크기가 대형화되는 문제점이 있었다.
반면에, 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 방전전극(220)의 끝단부와 상기 노즐부(300)의 분출구가 상호간에 서로 마주하는 구조를 가지도록 형성되어 플라즈마 방전부(220a)와 플라즈마 분출구(300a)사이의 간극을 최소화하여 전력소모를 줄일 수 있고, 결과적으로 절연체 및 방열구조를 줄일 수 있어 제품의 크기를 소형화 할 수 있다.
뿐만 아니라, 도 8a 에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 방전가스가 내부전극(2)과 접지전극(1) 사이에 주입되어 통과하기 때문에 방전가스가 통과하기 위한 공간을 필요로 하여 전체적으로 제품의 크기가 커지는 문제점이 있었다.
그러나, 도 8b 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 따른 대기압 플라즈마 발생장치는, 내부전극(200)의 중심부에 모세관(210)을 구성하여 방전가스를 모세관(210)을 통해 주입함으로써 결과적으로 방전가스가 통과하기 위한 공간을 필요로 하지 않아 제품의 크기를 최소화 할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은, 회전형 외부하우징을 구성하는 접지전극의 단부에 위치하며 플라즈마가 통과하기 위한 분출구가 형성되는 노즐부 내측으로 방전가스가 주입되는 모세관을 중심부에 구비한 내부전극을 연장구성함으로써 플라즈마 방전구멍과 플라즈마 분출구 사이의 간극을 최소화하여 전력소모와 불순물의 발생을 줄이면서도 안정적으로 플라즈마를 발생시키고 전체적인 크기를 소형화할 수 있어 휴대가 용이한 대기압 플라즈마 발생장치를 제공하는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
1 : 접지전극 2 : 내부전극
4 : 노즐부 5 : 전원장치
100 : 접지전극 200 : 내부전극
210 : 모세관 220 : 방전전극
220a: 방전부 300 : 노즐부
300a: 분출구 310 : 전극수용공간
320 : 전극유전체 400 : 중심유전체
500 : 풀리부 510 : 구동풀리
520 : 종동풀리 600 : 베어링
700 : 구동모터 800 : 케이스

Claims (10)

  1. 회전형 외부하우징을 구성하며 내부에 절연공간이 형성되는 접지전극(100);
    상기 접지전극(100)의 내부에 상기 외부하우징과 동시 회전이 가능하게 삽입 배치되며 단부에 방전전극(220)이 형성되는 내부전극(200); 및
    상기 접지전극(100)의 단부가 연장되어 형성되며 내부에 상기 내부전극(200)의 단부에 형성되는 방전전극(220)을 수용하기 위한 전극수용공간(310)을 구비하는 노즐부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 내부전극(200)은,
    중심부에 방전가스가 주입되는 모세관(210)을 구비하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 노즐부(300)는,
    상기 내부전극의 중심부에 형성된 모세관(210)을 통해 유입되는 방전가스가 상기 방전전극(220)의 방전부(220a)에 반응하여 플라즈마가 발생하는 경우에 젯 형태를 가지며 외부로 분출되기 위한 분출구(300a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 노즐부(300)는,
    상기 방전전극(220)에 대응되는 형상을 가지며 외측으로 갈수록 직경이 좁아지는 전극수용공간(310)을 형성하고, 끝단 가장자리에 상기 전극수용공간(310)과 연통하는 분출구(300a)가 배치되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 방전전극(220)은,
    상기 노즐부(300)의 전극수용공간에서 상기 내부전극(200)의 길이방향과 소정 각도를 유지하는 사선구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 방전전극(220)의 끝단부와 상기 노즐부(300)의 분출구는 상호간에 서로 마주하는 구조를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 내부전극(200)을 감싸며 관형상을 갖는 중심유전체(400)를 외부하우징을 구성하는 접지전극(100)의 내부에 더 구비하고,
    상기 방전전극(220)을 감싸는 전극유전체(320)를 상기 전극수용공간(310)의 상측으로 배치하여,
    상기 접지전극(100), 내부전극(200), 및 방전전극(220)이 동시에 회전하는 경우에 상호간에 서로 지지 고정되게 하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
  8. 청구항 7에 있어서,
    구동모터(700)의 회전력을 전달받아 상기 접지전극(100)과 내부전극(200)을 회전시키기 위한 풀리부(500)를 구성하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
  9. 청구항 8에 있어서,상기 풀리부(500)는,
    구동모터(700)의 회전축과 동심축으로 결합되는 구동풀리(510); 및
    상기 구동풀리(510)의 회전토크를 상기 접지전극(100)에 전달하기 위한 종동풀리(520);를 구비하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
  10. 청구항 9에 있어서,
    회전을 돕기위한 베어링(600)을 내부전극(200)의 상측 및 하측으로 복수개 구비하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마 발생장치
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