KR102253528B1

KR102253528B1 - Flame plasma apparatus

Info

Publication number: KR102253528B1
Application number: KR1020190143429A
Authority: KR
Inventors: 이창훈
Original assignee: 이창훈
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2021-05-17

Abstract

The present invention relates to a flame plasma generation apparatus (1). The flame plasma generation apparatus (1) includes: a gas and air supply unit (5); a mixer (7) for mixing a combustion gas with air at a predetermined ratio; a burner (9) for combusting a mixed gas to form a flame; and a controller (11), wherein the burner (9) includes: a body (13) coupled to one side of a base (11) and having a mixed gas supply hole (17) and a flame spray hole (19) formed on both sides of the body (13) by a partition wall (15) formed in a middle of the body (13); a distributor (25) disposed inside the mixed gas supply hole (17) of the body (13) to uniformly distribute flow rates of the gas and the air; a main spray hole (21) formed in the partition wall (15), and through which the mixed gas of the mixed gas supply hole (17) is sprayed into the flame spray hole (19); a nozzle unit (22) mounted inside the flame spray hole (19) to generate flame plasma by igniting the sprayed mixed gas, and configured to spray the flame plasma with different diameters; and an igniter (34) disposed on a front side of the nozzle unit (22) to ignite the mixed gas by applying and discharging a high voltage. Accordingly, a surface treatment is easily performed.

Description

Flame plasma apparatus

본 발명은 화염 플라즈마 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노즐의 구조를 개선함으로써 연소가스와 압축공기가 혼합된 가스를 중간의 메인 분사홀을 통하여 분출하되, 테두리에 형성된 직경이 작은 분사홀을 통하여 분출되는 가스가 메인 분사홀을 통하여 분출되는 가스를 보완하도록 함으로써 화염 플라즈마의 길이를 상대적으로 길게 형성할 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a flame plasma apparatus, and more particularly, by improving the structure of a nozzle, a gas mixed with combustion gas and compressed air is ejected through an intermediate main injection hole, but through a small diameter injection hole formed in the rim. The present invention relates to a technology capable of forming a relatively long flame plasma length by allowing the ejected gas to supplement the ejected gas through the main injection hole.

플라즈마 시장은 1990년대에 시작되어 해마다 증가하고 있는 추세이다. 이러한 플라즈마는 반도체산업, 자동차산업, 기계류 부품산업, 소재산업, 섬유산업, 환경산업 등 광범위한 산업분야에 적용할 수 있다. The plasma market started in the 1990s and has been increasing year by year. Such plasma can be applied to a wide range of industrial fields such as the semiconductor industry, the automobile industry, the machinery parts industry, the material industry, the textile industry, and the environmental industry.

일반적으로 플라즈마는 수만도 정도의 온도와 밀도를 갖는 저온 글로우 방전 플라즈마와, 수천만도 이상의 온도와의 밀도를 갖는 초고온 핵융합 플라즈마로 구별될 수 있다.In general, plasma can be classified into a low-temperature glow discharge plasma having a temperature and density of tens of thousands of degrees and an ultra-high temperature fusion plasma having a density of tens of thousands of degrees or more.

공업적으로는 저온 글로우 방전 플라즈마가 널리 이용되고 있는 바, 예를 들면, 반도체 공정에서 플라즈마 식각(Plasma Etch) 및 증착(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 금속이나 고분자의 표면처리, 신물질의 합성 등에서 이용되고 있으며, 고분자의 표면처리, 금속 표면처리, 또는 환경 정화 등에서도 널리 이용되고 있다.Industrially, low-temperature glow discharge plasma is widely used. For example, plasma etching and deposition (PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) in semiconductor processes, surface treatment of metals or polymers, and synthesis of new materials. And the like, and widely used in polymer surface treatment, metal surface treatment, or environmental purification.

최근에는 공정의 미세화, 저온화의 필요성 때문에 플라즈마 공정이 종래의 공정을 대체하고 있으며, 경우에 따라서는 플라즈마만이 제공할 수 있는 물질이나 환경을 이용하기 위한 응용분야가 점점 더 확대되고 있다.In recent years, due to the necessity of miniaturization and low temperature of the process, the plasma process has replaced the conventional process, and in some cases, applications for using materials or environments that can only be provided by plasma are expanding more and more.

특히 플라즈마는 유기물인 고분자의 표면처리 혹은 금속의 표면처리에 적용되는 바, 금속표면에 TiN/C, CrN/C, AlN 등과 같은 초경 피막을 코팅함으로써 표면의 내마모, 내부식 성질을 개선할 수 있다. In particular, plasma is applied to the surface treatment of organic polymers or metals. By coating a carbide film such as TiN/C, CrN/C, AlN, etc. on the metal surface, it is possible to improve the abrasion resistance and corrosion resistance of the surface. have.

이러한 대기압 플라즈마 표면처리 장비는 통상 제네레이터, 고전압 변압기, 헤드, 노즐, 호스로 구성된다.Such atmospheric pressure plasma surface treatment equipment is usually composed of a generator, a high voltage transformer, a head, a nozzle, and a hose.

그리고, 이러한 플라즈마 장치는 플라즈마를 연소시켜서 화염을 형성한 후, 이 화염에 의하여 가공물의 표면을 처리하게 된다.Then, the plasma device burns the plasma to form a flame, and then treats the surface of the workpiece by the flame.

그러나, 화염을 형성할 때 화염이 안정적으로 유지되기 어려워서 화염이 부분적으로 온도가 불균일하여 표면을 처리하는 경우 균일하게 처리되기 어려운 문제점이 있다.However, there is a problem in that it is difficult to stably maintain the flame when forming the flame, so that it is difficult to uniformly treat the surface when the flame is partially uneven in temperature.

특히, 3D 제품의 표면을 처리하는 경우 화염의 길이가 한정되어 있어서 각 표면에 균일하게 도달하기 어려우므로 표면 처리가 더욱 어려운 문제점이 있다.In particular, when treating the surface of a 3D product, since the length of the flame is limited, it is difficult to reach each surface uniformly, and thus the surface treatment is more difficult.

특허등록 제 1553683호(회전식 대기압 플라즈마 발생장치)Patent Registration No. 1553683 (Rotary atmospheric pressure plasma generator)

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 버너의 구조를 개선함으로써 화염 플라즈마의 길이를 길게 형성할 수 있어서 표면처리를 쉽게 실시할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been proposed in order to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a technique capable of easily performing surface treatment since it is possible to increase the length of the flame plasma by improving the structure of the burner.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예는,
가스 및 공기 공급부(5)와, 연소가스와 공기를 일정 비율로 혼합하는 믹서(7)와, 혼합가스를 연소시켜서 화염을 형성하는 버너(9)와, 컨트롤러(11)를 포함하는 화염 플라즈마 장치(1)에 있어서,
버너(9)는, 베이스(11)의 일측에 결합되며 중간에 격벽(15)이 형성됨으로써 양측으로 혼합가스 공급홀(17) 및 화염 분사홀(19)이 각각 형성되는 몸체(13)와;
몸체(13)의 혼합가스 공급홀(17) 내측에 배치되어 가스 및 공기의 혼합가스가 접촉하여 분산되는 분배기(25)와;
격벽(15)에 형성되어 혼합가스 공급홀(17)의 혼합가스가 화염 분사홀(19)로 분사되는 메인 분사구(21)와;
화염 분사홀(19)의 내부에 장착되어 분사되는 혼합가스를 점화하여 화염 플라즈마를 발생하되, 화염 플라즈마의 직경을 달리하여 분사하는 노즐부(22)와; 그리고
노즐부(22)의 전방에 배치되어 고전압을 인가하여 방전시킴으로써 혼합가스를 점화시키는 점화기(34)를 포함하며,In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention,
A flame plasma apparatus comprising a gas and air supply unit 5, a mixer 7 for mixing combustion gas and air at a predetermined ratio, a burner 9 for burning the mixed gas to form a flame, and a controller 11 In (1),
The burner 9 includes a body 13 coupled to one side of the base 11 and having a partition wall 15 formed in the middle so that the mixed gas supply holes 17 and the flame injection holes 19 are respectively formed on both sides;
A distributor 25 disposed inside the mixed gas supply hole 17 of the body 13 to contact and disperse the mixed gas of gas and air;
A main injection port 21 formed in the partition wall 15 and through which the mixed gas of the mixed gas supply hole 17 is injected into the flame injection hole 19;
A nozzle part 22 mounted in the flame injection hole 19 to generate a flame plasma by igniting the mixed gas injected and injecting the flame plasma with a different diameter; And
It includes an igniter 34 disposed in front of the nozzle unit 22 to ignite the mixed gas by discharging it by applying a high voltage,

상기 노즐부(22)는 다양한 직경의 분사홀(h,h1)이 중간부와 테두리부에 형성되어 혼합가스가 분사되는 노즐체(23)와; 노즐체(23)의 후면에 배치되어 메인 분사구(21)를 통하여 공급된 혼합가스를 중간부의 분사홀(h1)과 테두리부의 분사홀(h)로 나누어 공급하는 디스트리뷰터(26)를 포함한다.The nozzle unit 22 includes a nozzle body 23 in which injection holes h and h1 of various diameters are formed in the middle portion and the rim portion to spray the mixed gas; It includes a distributor 26 disposed on the rear surface of the nozzle body 23 to supply the mixed gas supplied through the main injection port 21 by dividing it into an injection hole h1 in the middle portion and an injection hole h in the edge portion.

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본 발명의 일 실시예에 따른 화염 플라즈마 발생장치는 화염이 분사되는 노즐의 구조를 개선함으로써 연소가스와 압축공기가 혼합된 가스를 중간의 메인 분사홀을 통하여 분출하되, 테두리에 형성된 직경이 작은 분사홀을 통하여 분출되는 가스가 메인 분사홀을 통하여 분출되는 가스를 보완하도록 함으로써 화염 플라즈마의 길이를 상대적으로 길게 형성할 수 있는 장점이 있고, 특히 3D 제품의 표면처리에 적합하다.The flame plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention ejects a gas mixed with combustion gas and compressed air through the main injection hole in the middle by improving the structure of the nozzle through which the flame is injected, but with a small diameter formed at the edge. Since the gas ejected through the hole complements the gas ejected through the main injection hole, there is an advantage in that the length of the flame plasma can be formed relatively long, and is particularly suitable for surface treatment of 3D products.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화염 플라즈마 발생장치의 외관을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 발생장치의 내부 구조를 보여주는 정면도.
도 3은 도 2에 도시된 버너의 외관을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 4의 "A-A"선 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 몸체를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시된 노즐체를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 후면도이다.1 is a view showing the appearance of a flame plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing the internal structure of the plasma generating apparatus shown in FIG. 1;
3 is a view showing the exterior of the burner shown in FIG. 2.
4 is a plan view of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view taken along line "AA" of FIG. 4.
6 is a perspective view showing the body shown in FIG. 3.
7 is a perspective view showing the nozzle body shown in FIG. 3.
8 is a rear view of FIG. 7.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 화염 플라즈마 발생장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for generating flame plasma according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

화염 플라즈마 장치는 가연성 가스와 대기 공기가 결합되고 연소될 때 생성되는 강렬한 화염을 처리 대상물의 표면에 가함으로써, 전자 배열 상태와 조밀도를 변화시켜 산화를 통해 표면에 얇은 막을 형성하는 장치를 의미한다.Flame plasma device refers to a device that forms a thin film on the surface through oxidation by changing the electron arrangement state and density by applying an intense flame generated when combustible gas and atmospheric air are combined and combusted to the surface of the object to be treated. .

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 플라즈마 발생장치(1)는 가스를 저장 및 공급하는 가스 공급부(3)와; 공기를 압축하여 저장 및 공급하는 공기 공급부(5)와; 케이스(2)의 내부에 배치되며, 가스 공급부(3)로부터 공급된 연소가스와, 공기 공급부(5)로부터 공급된 공기를 일정 비율로 혼합하는 믹서(Mixer;7)와; 케이스(2)에 연결되며, 믹서(7)에 의하여 혼합된 혼합가스를 연소시켜서 화염을 형성하는 버너(Burner;9)와; 플라즈마 장치(1)를 제어하는 컨트롤러(Controller;11)를 포함한다.As shown in Figs. 1 to 8, the plasma generating apparatus 1 proposed by the present invention includes a gas supply unit 3 for storing and supplying gas; An air supply unit 5 for storing and supplying compressed air; A mixer 7 disposed inside the case 2 and mixing the combustion gas supplied from the gas supply unit 3 and the air supplied from the air supply unit 5 at a predetermined ratio; A burner 9 connected to the case 2 to form a flame by burning the mixed gas mixed by the mixer 7; It includes a controller 11 that controls the plasma device 1.

이러한 구조를 갖는 화염 플라즈마 발생장치(1)에 있어서, In the flame plasma generating apparatus 1 having such a structure,

가스 공급부(3)는 일정 용량의 가스저장탱크에 연소가스를 저장하여 공급한다.The gas supply unit 3 stores and supplies the combustion gas in a gas storage tank having a predetermined capacity.

이러한 가스 저장탱크에는 프로판가스, LPG, LNG 가스 등의 탄화수소가스가 저장된다. 물론 상기 가스 이외에 연소가능한 가스는 모두 포함될 수 있다.Hydrocarbon gases such as propane gas, LPG, and LNG gas are stored in the gas storage tank. Of course, any combustible gas other than the gas may be included.

그리고, 가스 저장탱크에는 가스압 게이지, 가스필터, 가스압 조절기, 압력 스위치, 그리고 가스 솔레노이드 밸브가 배치된다.In addition, a gas pressure gauge, a gas filter, a gas pressure regulator, a pressure switch, and a gas solenoid valve are disposed in the gas storage tank.

이러한 가스 저장탱크에 저장된 연소가스는 밸브를 통하여 믹서(7)로 공급된다.The combustion gas stored in the gas storage tank is supplied to the mixer 7 through a valve.

공기 공급부(5)는 공기 저장탱크에 공기를 저장한다. 이때, 공기는 소정 압력으로 저장된다. 그리고, 공기 저장탱크에는 공기 필터, 공압 조절기, 공기 솔레노이드 밸브, 공압 게이지, 압력 스위치, 공기유량 조절수단이 구비된다. The air supply unit 5 stores air in the air storage tank. At this time, the air is stored at a predetermined pressure. In addition, the air storage tank is provided with an air filter, a pneumatic regulator, an air solenoid valve, a pneumatic gauge, a pressure switch, and an air flow control means.

따라서, 공기 저장탱크에 구비된 밸브를 통하여 소정의 압력으로 토출되어 믹서(7)로 공급된다.Accordingly, it is discharged at a predetermined pressure through a valve provided in the air storage tank and supplied to the mixer 7.

상기 믹서(7)는 연소가스와 압축공기를 컨트롤러(11)의 제어신호에 의하여 일정 비율로 혼합하여 혼합가스를 생성한다.The mixer 7 generates a mixed gas by mixing the combustion gas and compressed air at a predetermined ratio according to a control signal from the controller 11.

즉, 믹서(7)에는 가스 공급부(3)에 연결된 가스 공급관과, 공기 공급부(5)에 연결된 공기 공급관이 연결된다. 이때, 연소가스와 압축공기의 혼합비는 기 설정된 비율로 설정되거나 다양한 비율로 혼합될 수 있다.That is, a gas supply pipe connected to the gas supply unit 3 and an air supply pipe connected to the air supply unit 5 are connected to the mixer 7. In this case, the mixing ratio of the combustion gas and the compressed air may be set to a preset ratio or may be mixed at various ratios.

그리고, 믹서(7)에 의하여 일정 비율로 혼합된 연소가스와 압축공기는 버너(9)로 공급됨으로써 연소되어 화염 플라즈마를 형성한다.Then, the combustion gas and compressed air mixed at a predetermined ratio by the mixer 7 are supplied to the burner 9 to be burned to form a flame plasma.

이때, 버너(9)의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 방전타입의 버너, 고주파 타입의 버너, 예비 혼합형 버너, 확산형 버너, 부분 예비 혼합형 버너, 분무 버너, 증발 버너 등을 포함한다.At this time, the type of burner 9 is not particularly limited, but includes, for example, a discharge type burner, a high frequency type burner, a premix type burner, a diffusion type burner, a partial premix type burner, a spray burner, an evaporation burner, and the like. do.

방전 타입의 버너(9)의 경우, 양극과 음극을 배치하고, 고압의 전류를 인가함으로써 아크(Arc) 방전을 일으켜서 혼합가스를 연소시키는 방식이다.In the case of the discharge type burner 9, an anode and a cathode are arranged, and an arc discharge is generated by applying a high-pressure current to burn the mixed gas.

보다 상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 버너(9)는 베이스(11)와; 베이스(11)의 일측에 결합되며 중간에 격벽(15)이 형성됨으로써 양측으로 혼합가스 공급홀(17) 및 화염 분사홀(19)이 각각 형성되는 몸체(13)와; 몸체(13)의 혼합가스 공급홀(17) 내측에 배치되어 가스 및 공기의 유량을 균일하게 배분하는 분배기(25)와; 격벽(15)에 형성되어 혼합가스 공급홀(17)의 혼합가스가 화염 분사홀(19)로 분사되는 메인 분사구(21)와; 화염 분사홀(19)의 내부에 장착되어 분사되는 혼합가스를 점화하여 화염 플라즈마를 발생하되, 화염 플라즈마의 직경을 달리하여 분사하는 노즐부(22)와; 노즐부(22)의 인접 위치에 배치되어 고전압을 인가하여 방전시킴으로써 혼합가스를 점화시키는 점화기(34)를 포함한다.In more detail, the burner 9 according to the present invention includes a base 11; A body 13 coupled to one side of the base 11 and having a mixed gas supply hole 17 and a flame injection hole 19 formed on both sides by forming a partition wall 15 in the middle; A distributor 25 disposed inside the mixed gas supply hole 17 of the body 13 to uniformly distribute the flow rate of gas and air; A main injection port 21 formed in the partition wall 15 and through which the mixed gas of the mixed gas supply hole 17 is injected into the flame injection hole 19; A nozzle part 22 mounted in the flame injection hole 19 to generate a flame plasma by igniting the mixed gas injected and to inject the flame plasma with a different diameter; It includes an igniter 34 disposed adjacent to the nozzle unit 22 to ignite the mixed gas by discharging it by applying a high voltage.

이러한 버너(9)에 있어서,In such a burner 9,

몸체(13)는 한 쌍의 플레이트(13a,13b)가 서로 일정 간격 떨어진 상태로 대응되며, 한 쌍의 플레이트(13a,13b)는 격벽(15)에 의하여 연결된다. 따라서, 몸체(13)의 내부공간은 격벽(15)에 의하여 양측으로 구획됨으로써 혼합가스 공급홀(17) 및 화염 분사홀(19)이 형성된다.The body 13 corresponds to a state in which a pair of plates 13a and 13b are spaced apart from each other, and the pair of plates 13a and 13b is connected by a partition wall 15. Accordingly, the internal space of the body 13 is partitioned on both sides by the partition wall 15 to form the mixed gas supply hole 17 and the flame injection hole 19.

즉, 격벽(15)의 일측에는 반원 형상의 혼합가스 공급홀(17)이 형성되고, 타측에는 사각단면형상의 화염 분사홀(19)이 형성된다.That is, a semicircular mixed gas supply hole 17 is formed on one side of the partition wall 15, and a flame spray hole 19 is formed in a square cross-sectional shape on the other side.

혼합가스 공급홀(17)의 내측에는 분배기(25)가 배치되며, 믹서(7)로부터 공급되는 혼합가스를 균일하게 분산시키게 된다.A distributor 25 is disposed inside the mixed gas supply hole 17 and uniformly distributes the mixed gas supplied from the mixer 7.

즉, 혼합가스 공급홀(17)로 분사된 혼합가스가 1차적으로 분배기(25)에 접촉한 후, 분배기(25)를 우회하여 메인 분사구(21)로 공급된다. 이 과정에서 혼합가스가 균일하게 분산될 수 있다.That is, after the mixed gas injected into the mixed gas supply hole 17 first contacts the distributor 25, it bypasses the distributor 25 and is supplied to the main injection port 21. In this process, the mixed gas can be uniformly dispersed.

그리고, 격벽(15)에는 길게 메인 분사구(21)가 형성된다. 따라서, 혼합가스 공급홀(17)의 혼합가스가 메인 분사구(21)를 통하여 화염 분사홀(19)로 공급될 수 있다.And, the main injection hole 21 is formed in the partition wall 15 long. Accordingly, the mixed gas of the mixed gas supply hole 17 may be supplied to the flame injection hole 19 through the main injection hole 21.

이때, 메인 분사구(21)는 길이방향으로 길게 형성됨으로써 메인 분사구(21)를 통과한 혼합가스가 화염 분사홀(19)에 전체적으로 퍼짐으로써 버너(9)의 전체 면적을 통하여 분사될 수 있다.At this time, the main injection port 21 is formed to be long in the longitudinal direction, so that the mixed gas that has passed through the main injection port 21 spreads throughout the flame injection hole 19 so that it can be injected through the entire area of the burner 9.

상기 노즐부(22)는 몸체(13)의 화염 분사홀(19)의 내부에 장착되며, 혼합가스를 전방으로 통과시키되 다양한 직경으로 분사시킨다.The nozzle part 22 is mounted inside the flame spray hole 19 of the body 13, and allows the mixed gas to pass forward, but injects it with various diameters.

이러한 노즐부(22)는 다양한 직경의 분사홀(h,h1)이 중간부와 테두리부에 형성되어 혼합가스가 분사되는 노즐체(23)와; 노즐체(23)의 후면에 배치되어 메인 분사구(21)를 통하여 공급된 혼합가스를 중간부의 분사홀(h1)과 테두리부의 분사홀(h)로 나누어 공급하는 디스트리뷰터(Distributer;26)를 포함한다.The nozzle unit 22 includes a nozzle body 23 in which injection holes h and h1 of various diameters are formed in the middle portion and the rim portion so that the mixed gas is injected; It is disposed on the rear surface of the nozzle body 23 and includes a distributor 26 that divides and supplies the mixed gas supplied through the main injection hole 21 into the injection hole h1 in the middle part and the injection hole h in the edge part. .

보다 상세하게 설명하면, 노즐체(23)는 육면체 형상을 가지며 다수개의 분사홀(h,h1)이 형성되며, 각 분사홀(h,h1)은 다양한 직경을 갖는다.In more detail, the nozzle body 23 has a hexahedral shape and a plurality of spray holes h and h1 are formed, and each of the spray holes h and h1 has various diameters.

예를 들면, 노즐체(23)의 중심에 직경이 긴 대직경의 분사홀(h1)이 길이 방향으로 다수개 형성되고, 테두리에는 소직경의 분사홀(h)이 길이 방향으로 다수개 형성되는 구조이다.For example, a plurality of large-diameter injection holes (h1) having a long diameter in the longitudinal direction are formed in the center of the nozzle body 23, and a plurality of small-diameter injection holes (h) are formed in the length direction in the rim. Structure.

따라서, 노즐체(23)의 가운데 부분에 형성된 대직경의 분사홀(h1)을 통하여 다량의 혼합가스가 분사됨으로써 길이가 긴 화염 플라즈마가 형성되고, 테두리의 소직경의 분사홀(h)을 통하여 소량의 혼합가스가 분사됨으로써 상대적으로 길이가 짧은 화염 플라즈마가 형성된다.Therefore, a long flame plasma is formed by spraying a large amount of mixed gas through the large-diameter injection hole h1 formed in the center of the nozzle body 23, and through the small-diameter injection hole h By spraying a small amount of mixed gas, a relatively short flame plasma is formed.

디스트리뷰터(26)는 노즐체(23)의 후면에 배치되며, 사방이 벽체(30,32)로 막히고 후면은 개방된 육면체 형상이다.Distributor 26 is disposed on the rear surface of the nozzle body 23, the four sides are blocked by the walls (30, 32) and the rear is an open hexahedral shape.

이러한 디스트리뷰터(26)는 노즐부(22)가 몸체(13)의 화염 분사홀(19)에 장착되었을 때, 디스트리뷰터(26)의 외측면과 화염 분사홀(19)의 내측면 사이에 챔버(24)가 형성된다.When the nozzle part 22 is mounted in the flame injection hole 19 of the body 13, the distributor 26 is formed between the outer surface of the distributor 26 and the inner surface of the flame injection hole 19. ) Is formed.

그리고, 디스트리뷰터(26)의 상하 및 양측 벽체(30,32)에는 다수개의 분기구(h2,h3)가 형성되어 디스트리뷰터(26)의 내측 및 외측이 서로 연통한다.In addition, a plurality of branch openings h2 and h3 are formed in the upper and lower walls 30 and 32 of the distributor 26 so that the inside and the outside of the distributor 26 communicate with each other.

따라서, 메인 공급홀(21)을 통하여 공급된 혼합가스가 이 분기구(h2,h3)를 통하여 챔버(24)에 공급되어 저장된 후 분산되어 노즐체(23)의 대직경 분사홀(h1) 및 소직경 분사홀(h)을 통하여 분사된다.Therefore, the mixed gas supplied through the main supply hole 21 is supplied to the chamber 24 through the branch openings h2 and h3, stored, and then dispersed, and the large-diameter injection hole h1 of the nozzle body 23 and It is sprayed through the small-diameter spray hole (h).

이와 같이 메인 공급홀(21)을 통하여 분사된 혼합가스는 디스트리뷰터(26)를 통하여 챔버(24)로 공급된 후, 노즐체(23)의 대직경 및 소직경 분사홀(h,h1)을 통하여 전방으로 분사된다.In this way, the mixed gas injected through the main supply hole 21 is supplied to the chamber 24 through the distributor 26, and then through the large and small diameter injection holes h and h1 of the nozzle body 23. It is sprayed forward.

그리고, 전방으로 분사된 혼합가스는 노즐체(23)의 전방에 배치된 점화기(34)에 의하여 점화되어 화염 플라즈마가 발생된다.The mixed gas injected forward is ignited by the igniter 34 disposed in front of the nozzle body 23 to generate flame plasma.

점화기(34)는 양극 및 음극으로 구성되어 고압의 전류가 인가되는 경우, 양극 사이에 방전이 발생함으로써 혼합가스를 점화시켜서 화염을 발생시키게 된다.The igniter 34 is composed of an anode and a cathode, and when a high-pressure current is applied, a discharge is generated between the anodes to ignite the mixed gas to generate a flame.

한편, 상기 컨트롤러(11)는 가스 공급부(3), 공기 공급부(5), 믹서(7), 버너(9)를 연동 제어하여 버너(9)로 혼합가스를 공급하고 점화함으로써 화염을 형성하도록 한다.On the other hand, the controller 11 controls the gas supply unit 3, the air supply unit 5, the mixer 7, and the burner 9 interlockingly to supply the mixed gas to the burner 9 and ignite it to form a flame. .

이때, 컨트롤러(11)는 믹서(7)에 의하여 혼합되는 가스 및 공기의 비율을 적절하게 변경함으로써 효율적으로 플라즈마 처리가 이루어질 수 있도록 한다.At this time, the controller 11 properly changes the ratio of the gas and air mixed by the mixer 7 so that the plasma treatment can be efficiently performed.

Claims

A flame plasma apparatus comprising a gas and air supply unit 5, a mixer 7 for mixing combustion gas and air at a predetermined ratio, a burner 9 for burning the mixed gas to form a flame, and a controller 11 In (1),
The burner 9 includes a body 13 coupled to one side of the base 11 and having a partition wall 15 formed in the middle so that the mixed gas supply holes 17 and the flame injection holes 19 are respectively formed on both sides;
A distributor 25 disposed inside the mixed gas supply hole 17 of the body 13 to contact and disperse the mixed gas of gas and air;
A main injection port 21 formed in the partition wall 15 and through which the mixed gas of the mixed gas supply hole 17 is injected into the flame injection hole 19;
A nozzle part 22 mounted in the flame injection hole 19 to generate a flame plasma by igniting the mixed gas injected and injecting the flame plasma with a different diameter; And
It includes an igniter 34 disposed in front of the nozzle unit 22 to ignite the mixed gas by discharging it by applying a high voltage,
The nozzle unit 22 includes a nozzle body 23 in which injection holes h and h1 of various diameters are formed in the middle portion and the rim portion so that the mixed gas is injected; Flame plasma including a distributor 26 disposed on the rear surface of the nozzle body 23 and supplying the mixed gas supplied through the main injection hole 21 by dividing the injection hole h1 in the middle and the injection hole h on the rim. Device(1).

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The method of claim 1,
Distributor 26 is a hexahedral shape with walls 30 and 32 closed on all sides and an open rear surface, and a plurality of branch openings h2 and h3 are formed in the walls 30 and 32 to supply the mixed gas. (One).

The method of claim 1,
When the nozzle body 23 is mounted in the flame injection hole 19 of the body 13, a chamber 24 is formed between the outer surface of the distributor 26 and the inner surface of the flame injection hole 19, thereby forming the distributor ( The flame plasma apparatus 1 for storing the mixed gas supplied from 26) and dispersing it into the injection holes h and h1 of the nozzle body 23 and supplying it.

The method of claim 1,
The diameter of the spray hole h1 formed in the middle part of the nozzle body 23 is larger than the diameter of the spray hole h formed in the rim, so that the length of the flame plasma formed through the spray hole h1 in the middle part is formed longer. And, the flame plasma formed through the injection hole (h) of the edge portion is formed relatively small flame plasma device (1).