KR102384274B1 - A cooling structure improvement of plasma reactor - Google Patents

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Abstract

본 발명의 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기는 토로이달형의 플라즈마 채널이 형성되는 플라즈마 방전실, 상기 플라즈마 반응기 내부에 위치하며 상기 플라즈마 채널의 형상을 따라 열을 흡수하도록 형성된 냉각채널에 연결된 냉각유체를 담는 냉각유체탱크와 상기 냉각채널에 냉각유체를 유입시키는 냉각유체 공급원으로 구성된다. 본 발명의 프로세스 쿨링라인을 구비한 플라즈마 반응기에 의하면, 반응기 냉각 효율의 증가, 반응기 내부 코팅막 손상 방지, 반응기 내부에 형성되는 파티클의 원인을 제거할 수 있어 반응기가 과열되어 내부 전력손실이 증가되고, 장시간 플라즈마 처리시 플라즈마가 꺼지는 경우를 방지할 수 있어 보다 안정적인 플라즈마 프로세스를 진행할 수 있다.The plasma reactor with the improved cooling structure of the present invention contains a plasma discharge chamber in which a toroidal plasma channel is formed, a cooling fluid located inside the plasma reactor and connected to a cooling channel formed to absorb heat along the shape of the plasma channel. It consists of a cooling fluid tank and a cooling fluid supply source for introducing a cooling fluid into the cooling channel. According to the plasma reactor equipped with the process cooling line of the present invention, it is possible to increase the cooling efficiency of the reactor, prevent damage to the coating film inside the reactor, and remove the cause of particles formed inside the reactor, so that the reactor is overheated and internal power loss is increased, It is possible to prevent the plasma from being turned off during long-time plasma processing, so that a more stable plasma process can be performed.

Description

냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기{A cooling structure improvement of plasma reactor}A cooling structure improvement of plasma reactor

본 발명은 플라즈마 반응기에 관한 것으로, 구체적으로는 플라즈마 반응기의 효율적인 냉각에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to plasma reactors, and more particularly to efficient cooling of plasma reactors.

플라즈마 방전은 이온, 자유 래디컬, 원자, 분자를 포함하는 활성 가스를 발생하기 위한 가스 여기에 사용되고 있다. 활성 가스는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며 대표적으로 반도체 제조 공정 예들 들어, 식각, 증착, 세정, 에싱 등 다양하게 사용되고 있다.Plasma discharge is used for gas excitation to generate active gases containing ions, free radicals, atoms, and molecules. Active gas is widely used in various fields and is typically used in various ways such as semiconductor manufacturing processes, such as etching, deposition, cleaning, and ashing.

최근, 반도체 장치의 제조를 위한 웨이퍼나 LCD 글라스 기판은 더욱 대형화 되어 가고 있다. 따라서 플라즈마 이온 에너지에 대한 제어 능력이 높고, 대면적의 처리 능력을 갖는 확장성이 용이한 플라즈마 소스가 요구되고 있다. 그런데 피처리 기판의 대형화에 따라 공정 챔버의 볼륨도 증가되고 있어서 고밀도의 활성 가스를 충분히 원격으로 공급할 수 있는 플라즈마 소스가 요구되고 있다.In recent years, wafers and LCD glass substrates for manufacturing semiconductor devices are becoming larger. Accordingly, there is a demand for a highly scalable plasma source having a high control capability for plasma ion energy and a large-area processing capability. However, the volume of the process chamber is also increasing as the size of the target substrate increases, so a plasma source capable of remotely supplying a high-density active gas sufficiently is required.

원격 플라즈마 발생기(remote plasma generator)는 플라즈마 발생 방식에 따라 다양한 플라즈마 소스가 사용되고 있다. 예를 들어, 유도 결합 플라즈마 소스(inductively coupled plasma source), 용량 결합 플라즈마 소스(capacitively coupled plasma source), 마이크로웨이브 플라즈마 소스(microwave plasma source) 등이 원격 플라즈마 발생기에 사용되고 있다. 유도 결합 플라즈마 소스의 경우 특히 변압기를 채용한 방식을 변압기 결합 플라즈마 소스(transformer coupled plasma)라 한다. 변압기 결합 플라즈마 소스(transformer coupled plasma source)를 사용한 원격 플라즈마 발생기는 토로이달 구조의 챔버 몸체에 일차 권선 코일을 갖는 마그네틱 코어가 장착된 구조를 갖는다. In the remote plasma generator, various plasma sources are used according to a plasma generation method. For example, an inductively coupled plasma source, a capacitively coupled plasma source, a microwave plasma source, etc. are being used in the remote plasma generator. In the case of an inductively coupled plasma source, a method employing a transformer is called a transformer coupled plasma source. A remote plasma generator using a transformer coupled plasma source has a structure in which a magnetic core having a primary winding coil is mounted on a chamber body of a toroidal structure.

유도결합플라즈마 소스의 마그네틱 코어는 페로마그네틱 자성체등으로 이루지는데, 여기에 코일을 감아서 RF전력을 인가하게 되면, 코일에 흐르는 RF전류에 의하여 발생하는 자기장(H: magnetic field strength)의 대부분이 페로마그네틱 자성체로 이루어진 마그네틱코어 내부에 자속밀도(B: magnetic flex density)가 집속되어 유도된다. 이렇게 유도된 자기장은 암페어 법칙(Amperelaw)에 의하여 전기장(E : electric field)을 마그네틱 코어 내측에 자기장과 노말(normal)한 방향으로 형성된다. 이때, 일반적인 유도결합플라즈마 방식에서 사용하는 무선주파수안테나에 비하여 플라즈마 발생을 원하는 부분에 큰 세기의 전기장이 유도된다. 따라서 마그네틱 코어를 이용한 무선주파수안테나를 이용하면 일반 유도결합플라즈마의 사용전력보다 낮은 전력에서도 플라즈마 소스가스의 해리 및 이온화율을 높일 수 있는 고밀도 플라즈마를 얻을 수 있다.The magnetic core of the inductively coupled plasma source is made of a ferromagnetic magnetic material, etc. When RF power is applied by winding a coil here, most of the magnetic field (H) generated by the RF current flowing through the coil is ferromagnetic. Magnetic flux density (B: magnetic flex density) is concentrated and induced inside a magnetic core made of a magnetic magnetic material. The magnetic field induced in this way is formed in a direction normal to the magnetic field inside the magnetic core by creating an electric field (E) according to Amperelaw. At this time, compared to the radio frequency antenna used in the general inductively coupled plasma method, an electric field with a greater intensity is induced in the part where plasma is desired. Therefore, if a radio frequency antenna using a magnetic core is used, it is possible to obtain a high-density plasma capable of increasing the dissociation and ionization rate of the plasma source gas even at a power lower than that of a general inductively coupled plasma.

그런데, 최근의 대면적화 및 고집적화 추세에 있어서 높은 밀도의 플라즈마를 대량 및 장시간 발생시켜 제공하기 위해서는 플라즈마 반응기의 볼륨도 커져야 하지만 오랜시간 플라즈마반응기를 켜 놓다보면 반응기의 온도가 임계치 이상으로 상승하여 내부 플라즈마 방전관의 코팅부분에 손상이 가 파티클 소스의 원인이 되기도 한다. 또한, 쿨링라인이 일부분 형성된 곳에서는 쿨링효과가 있으나 형성되지 않은 곳에서는 국부적으로 열적평형이 이루어지지 않아 고집적화시키는 플라즈마 처리 작업에 있어서는 플라즈마 균일도와 안정도에 영향을 미치기도 한다. 따라서 기존의 방법보다 더욱 효과적인 쿨링방법이 필요하다.However, in the recent trend of large area and high integration, the volume of the plasma reactor must be increased to generate and provide high-density plasma in large quantities and for a long time. Damage to the coating part of the discharge tube may cause a particle source. In addition, in the place where the cooling line is partially formed, there is a cooling effect, but in the place where the cooling line is not formed, local thermal equilibrium is not achieved, which affects the plasma uniformity and stability in the plasma processing operation for high integration. Therefore, there is a need for a cooling method that is more effective than the conventional method.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플라즈마 반응기의 내부에 부분적으로 형성되던 프로세스 쿨링라인을 플라즈마 방전관 전체를 감싸는 형태로 개선하여 고밀도의 플라즈마를 오랫동안 안정적으로 발생 및 유지할 수 있고 높은 온도로 인한 내부 코팅막 손상을 막는 플라즈마 반응기를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and by improving the process cooling line partially formed inside the plasma reactor in a form that surrounds the entire plasma discharge tube, it is possible to stably generate and maintain high-density plasma for a long time. To provide a plasma reactor that prevents damage to the inner coating film due to temperature.

냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기는, 토로이달형의 플라즈마 채널이 형성되는 플라즈마 방전실; 상기 플라즈마 반응기 내부에 위치하며 상기 플라즈마 채널의 형상을 따라 열을 흡수하도록 형성된 냉각채널에 연결된 냉각유체를 담는 냉각유체탱크; 및 상기 냉각채널에 냉각유체를 유입시키는 냉각유체 공급원으로 구성된다. The plasma reactor with improved cooling structure includes: a plasma discharge chamber in which a toroidal-type plasma channel is formed; a cooling fluid tank located inside the plasma reactor and containing a cooling fluid connected to a cooling channel formed to absorb heat along the shape of the plasma channel; and a cooling fluid supply source for introducing a cooling fluid into the cooling channel.

또한, 상기 플라즈마 반응기는 하나 이상의 하부블록과 두 개의 아이튜브와 하나 이상의 상부블록이 있다.In addition, the plasma reactor has one or more lower blocks, two eye tubes, and one or more upper blocks.

그리고, 다수의 블록으로 나뉘는 상기 플라즈마 반응기 내부에 일부 또는 모두 상기 냉각유체탱크가 있다.And, there is a part or all of the cooling fluid tank inside the plasma reactor divided into a plurality of blocks.

또한, 상기 플라즈마 반응기 내부에 형성된 상기 냉각유체탱크는 중공영역과 이를 씰링하기 위한 커버가 있다.In addition, the cooling fluid tank formed inside the plasma reactor has a hollow region and a cover for sealing it.

또한, 상기 냉각유체공급원과 연결되는 냉각유체 입구 또는 출구는 상기 플라즈마 반응기의 상부 또는 하부에 형성되는 냉각채널이 있다.In addition, the cooling fluid inlet or outlet connected to the cooling fluid supply source includes a cooling channel formed above or below the plasma reactor.

상기 냉각유체탱크로 유입되는 냉각유체는 상기 플라즈마 반응기의 블록마다 냉각유체 입구 및 출구가 있다.The cooling fluid flowing into the cooling fluid tank has a cooling fluid inlet and an outlet for each block of the plasma reactor.

또 다른 특징을 갖는 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기는, 토로이달형의 플라즈마 채널이 형성되는 플라즈마 방전실; 상기 플라즈마 반응기 내부에 형성된 프로세스쿨링라인; 상기 플라즈마 방전실의 일부를 둘러싸는 마그네틱 코어; 상기 마그네틱 코어에서 발생되는 열을 상기 프로세스쿨링라인과 연결하여 1차적으로 냉각시키고, 상기 플라즈마 반응기와 접촉하여 2차적으로 냉각시키는 마그네틱 코어 방열패드를 포함한다.A plasma reactor with an improved cooling structure having another feature includes: a plasma discharge chamber in which a toroidal-type plasma channel is formed; a process cooling line formed inside the plasma reactor; a magnetic core surrounding a portion of the plasma discharge chamber; and a magnetic core heat dissipation pad for primary cooling by connecting the heat generated from the magnetic core to the process cooling line, and secondary cooling by contacting the plasma reactor.

또한, 상기 마그네틱 코어 방열패드는 상기 플라즈마 반응기의 제로포텐셜 위치에 접촉한다.In addition, the magnetic core heat dissipation pad is in contact with the zero potential position of the plasma reactor.

본 발명의 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기에 의하면, 반응기 냉각 효율의 증가, 반응기 내부 코팅막 손상 방지, 반응기 내부에 형성되는 파티클의 원인을 제거할 수 있어 반응기가 과열되어 내부 전력손실이 증가되고, 장시간 플라즈마 처리시 플라즈마가 꺼지는 경우를 방지할 수 있어 보다 안정적인 플라즈마 프로세스를 진행할 수 있다. According to the plasma reactor with the improved cooling structure of the present invention, it is possible to increase the cooling efficiency of the reactor, prevent damage to the coating film inside the reactor, and remove the cause of particles formed inside the reactor, so that the reactor is overheated and internal power loss is increased, and for a long time It is possible to prevent a case in which the plasma is turned off during plasma processing, so that a more stable plasma process can be performed.

도 1은 본 발명에 따른 프로세스쿨링라인을 포함한 플라즈마 발생장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 프로세스쿨링라인을 포함한 플라즈마 발생장치의 냉각유체의 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 3은 실제 구성 예인 플라즈마 발생장치를 나타내는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 방전관에 냉각유체탱크가 형성된 것을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 B-B'의 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 제1 및 제2 상부블록을 나타내는 사시도이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 반응기에 마그네틱 코어 방열패드가 장착된 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 전위와 마그네틱 코어 방열패드의 위치와의 관계를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 마그네틱 코어 방열패드가 방열되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마그네틱 코어 방열패드의 냉각유체 유입을 플라즈마 반응기의 냉각유체 출입구와 연결한 것을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마그네틱 코어 방열패드의 냉각유체 유입구와 플라즈마 반응기의 냉각유체 출입구를 연결하고 프로세스쿨링라인의 제로포텐셜 전위와 접촉시킨 플라즈마 반응기를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예로서 절연영역의 위치 및 개수에 따른 전위변화에 따라 장착된 마그네틱 코어 방열패드를 포함하는 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 16 내지 도 19는 본 발명에 따른 마그네틱 코어 방열패드를 도시한 도면이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a plasma generator including a process cooling line according to the present invention.
2 is a schematic diagram illustrating a flow of a cooling fluid of a plasma generating apparatus including a process cooling line according to the present invention.
3 is a perspective view showing a plasma generator as an actual configuration example.
4 and 5 are perspective views illustrating that a cooling fluid tank is formed in a discharge tube of a plasma generating device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 5 .
7 and 8 are perspective views illustrating first and second upper blocks of a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 and 10 are cross-sectional views of a plasma reactor equipped with a magnetic core heat dissipation pad in the plasma reactor according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram showing the relationship between the potential of the present invention and the position of the magnetic core heat dissipation pad.
12 is a view schematically showing that the magnetic core heat dissipation pad of the present invention is dissipated.
13 is a view showing the connection of the cooling fluid inflow of the magnetic core heat dissipation pad to the cooling fluid inlet of the plasma reactor according to various embodiments of the present invention.
14 is a cross-sectional view illustrating a plasma reactor in which a cooling fluid inlet of a magnetic core heat dissipation pad is connected to a cooling fluid inlet of a plasma reactor and brought into contact with a zero potential potential of a process cooling line according to various embodiments of the present disclosure;
15 is a cross-sectional view of a plasma reactor including a magnetic core heat dissipation pad mounted according to a potential change according to the location and number of insulating regions according to various embodiments of the present invention.
16 to 19 are views illustrating a magnetic core heat dissipation pad according to the present invention.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. This example is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description. It should be noted that the same configuration in each drawing is sometimes illustrated with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations determined to unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

도 1 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 나타내는 도면이다. 1 and 3 are views showing a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 3을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100)는 플라즈마 방전실(140)을 갖는 반응기 몸체(110)가 구비된다. 반응기 몸체(110)는 알류미늄, 스테인리스, 구리와 같은 금속성 물질로 제작된다. 또는 양극 산화처리된 알루미늄과 니켈 도금된 알루미늄으로 제작될 수 있다. 또는 내화 금속(refractory metal)로 제작될 수 있다. 또는 석영과 같은 절연 물질로 형성될 수도 있다. 반응기 몸체(110)는 의도된 플라즈마 프로세스가 수행되기에 적합한 다른 물질로도 재작될 수 있다. 플라즈마 챔버가 금속 물질을 포함하는 경우에는 에디 전류를 제거하기 위하여 전기적 불연속성을 갖도록 하는 하나 이상의 전기적 절연 영역을 포함한다. 절연 영역은 석영, 세라믹과 같은 전기적 절연 물질로 구성된다. 1 and 3, the plasma reactor 100 according to the first embodiment of the present invention is provided with a reactor body 110 having a plasma discharge chamber (140). The reactor body 110 is made of a metallic material such as aluminum, stainless steel, or copper. Alternatively, it can be made of anodized aluminum and nickel plated aluminum. Alternatively, it may be made of a refractory metal. Alternatively, it may be formed of an insulating material such as quartz. Reactor body 110 may be fabricated from other materials suitable for the intended plasma process to be performed. When the plasma chamber includes a metallic material, it includes one or more electrically insulating regions having an electrical discontinuity in order to remove an eddy current. The insulating region is made of an electrically insulating material such as quartz or ceramic.

반응기 몸체(110)의 상부에는 반응기 몸체(110) 내로 공급된 공정 가스에 플라즈마가 방전되도록 하는 점화전극부가 구비된다. 점화전극부는 반응기 몸체(110) 상부의 개구된 영역에 설치된다. 점화전극부는 점화전극(182)과 유전체 플레이트(188)로 구성된다. An ignition electrode for discharging plasma to the process gas supplied into the reactor body 110 is provided on the upper portion of the reactor body 110 . The ignition electrode part is installed in the open area of the upper part of the reactor body (110). The ignition electrode unit includes an ignition electrode 182 and a dielectric plate 188 .

점화전극(182)은 절연 플레이트(188)의 상부에 설치되어 플라즈마 챔버의 플라즈마 방전 채널로 기전력을 전달한다. 점화전극(182)은 알루미늄으로 구성될 수 있는데 다른 대안의 금속 물질로 제작하는 것도 가능하다. 점화전극(182)은 일차권선(121)으로 전력을 공급하는 전원 공급원(180)에 함께 연결될 수도 있고, 별도의 전원을 연결할 수 있다. 절연 플레이트(188)는 플라즈마 챔버의 개구된 영역에 설치된다. 제 1 실링부재(186)를 이용하여 점화전극부를 차폐시킨다. 제1 실링부재(186)는 O링을 사용한다. The ignition electrode 182 is installed on the insulating plate 188 to transfer the electromotive force to the plasma discharge channel of the plasma chamber. The ignition electrode 182 may be made of aluminum, but it is also possible to fabricate the ignition electrode 182 using other alternative metal materials. The ignition electrode 182 may be connected together to a power supply source 180 for supplying power to the primary winding 121 , or a separate power source may be connected thereto. The insulating plate 188 is installed in the open area of the plasma chamber. The ignition electrode unit is shielded by using the first sealing member 186 . The first sealing member 186 uses an O-ring.

플라즈마 방전실(140)에 플라즈마 발생을 위한 기전력이 전달되도록 반응기 몸체(110)에 장착되는 마그네틱 코어(120) 및 일차 권선을 갖는다. 전원부(180)는 일차 권선에 전기적으로 연결되며, 무선 주파수 발생기에서 공급되는 무선 주파수를 받아들인다. 일차 권선에 구동되는 전류는 토로이달형의 원격 유도 결합 플라즈마 채널이 형 성되는 플라즈마 방전실(140)의 내측에 전류를 유도하여 결과적으로 플라즈마 방전실(140) 내측이 이차 권선이 된다. 다음으로 플라즈마 발생시 반응기 몸체(110)의 온도가 높아져 플라즈마 상태가 불안정해지는 것을 막기 위해 냉각유체 공급원(175)으로부터 반응기 몸체(110) 내부에 중공벽을 형성하고 이와 연결된 프로세스 쿨링라인부(170)에 연결된 냉각유체탱크를 형성한다. 반응기 몸체(110)는 가스입구(112)를 포함하는 두 개의 상부 블록과 좌우 관형태의 플라즈마 방전관 블록 및 가스배출구와 배기부를 포함하는 두 개의 하부 블록으로 구성된다. 이 때 상부 블록은 가스입구(112)를 중심으로 주변을 따라 상부 냉각유체탱크가 형성된다. 또한 좌우의 플라즈마 방전실(140) 내부에 방전관을 중심으로 양측에 냉각유체탱크가 위치하여 플라즈마 방전관의 온도가 높아질 시 주변을 둘러싼 냉각유체탱크로 인해 플라즈마 발생시 온도가 높아지는 부작용을 막을 수 있다. 다음으로 하부 불록은 상부 블록과 같이 가스배출구를 중심으로 주변을 따라 하부 냉각유체탱크가 형성된다. 냉각유체탱크는 플라즈마 발생영역을 따라 플라즈마 반응기(100) 내부 중공벽이 형성되어 냉각유체를 담는 것으로 프로세스쿨링라인과 연결되어 플라즈마 반응기(100)의 냉각을 효과적으로 할 수 있는 역할을 한다. 보다 상세히 설명하면, 냉각유체탱크는 플라즈마 채널 전체를 아울러 다방면에서 열을 흡수할 수 있도록 리액터 내부에 중공벽이 설치되는 것으로 플라즈마 채널을 감싸는 형태로 열을 흡수하는 것을 특징으로 갖는다. It has a magnetic core 120 and a primary winding mounted on the reactor body 110 so that the electromotive force for plasma generation is transmitted to the plasma discharge chamber 140 . The power supply unit 180 is electrically connected to the primary winding, and receives a radio frequency supplied from a radio frequency generator. The current driven in the primary winding induces a current inside the plasma discharge chamber 140 in which the toroidal type remote inductively coupled plasma channel is formed, and as a result, the inside of the plasma discharge chamber 140 becomes a secondary winding. Next, a hollow wall is formed inside the reactor body 110 from the cooling fluid supply source 175 to prevent the plasma state from being unstable due to the increase in the temperature of the reactor body 110 when plasma is generated, and to the process cooling line unit 170 connected thereto. A connected cooling fluid tank is formed. The reactor body 110 is composed of two upper blocks including a gas inlet 112, a plasma discharge tube block in the form of a left and right tube, and two lower blocks including a gas outlet and an exhaust. At this time, the upper block is formed with an upper cooling fluid tank along the periphery around the gas inlet 112 . In addition, cooling fluid tanks are located on both sides of the discharge tube in the left and right plasma discharge chambers 140, so that when the temperature of the plasma discharge tube increases, the side effect of increasing the temperature when plasma is generated due to the surrounding cooling fluid tank can be prevented. Next, in the lower block, a lower cooling fluid tank is formed along the periphery around the gas outlet like the upper block. The cooling fluid tank has a hollow wall inside the plasma reactor 100 formed along the plasma generation region to contain the cooling fluid, and is connected to the process cooling line to effectively cool the plasma reactor 100 . More specifically, the cooling fluid tank is characterized in that a hollow wall is installed inside the reactor to absorb heat from various directions along the entire plasma channel, and absorbs heat in the form of enclosing the plasma channel.

도 2는 본 발명에 따른 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기의 냉각유체의 흐름을 나타낸 개략도이다.2 is a schematic diagram showing the flow of a cooling fluid in a plasma reactor with an improved cooling structure according to the present invention.

도시된 바와 같이, 냉각유체흐름도(200)는 다수의 냉각유체 탱크로 구성되는데, 두개의 상부냉각유체탱크(230), 두개의 하부냉각유체탱크(250), 상부 하부를 연결하는 중공영역을 포함하는 아이튜브(240)는 중공형 원통형태, 또는 양측이 방전영역에 초근접하도록 파진 중공영역과 상기 중공영역을 커버링하는 커버로 구성된 다양한 형태의 냉각유체탱크를 포함한다. 이는 플라즈마 방전채널(C)의 형상을 따라 형성된다. As shown, the cooling fluid flow chart 200 is composed of a plurality of cooling fluid tanks, including two upper cooling fluid tanks 230, two lower cooling fluid tanks 250, and a hollow region connecting the upper and lower parts. The eye tube 240 includes a hollow cylindrical shape, or various types of cooling fluid tanks composed of a hollow area dug so that both sides are very close to the discharge area and a cover covering the hollow area. It is formed along the shape of the plasma discharge channel (C).

냉각유체의 흐름은 다음과 같다. 냉각유체공급원(175)으로부터 냉각유체가 제1 하부냉각유체탱크(251)의 냉각유체입구(172)로 유입되어 냉각유체가 모이고 다음으로 제2 하부냉각유체탱크(252) 블록에 냉각유체가 모이게된다. 두개의 하부냉각유체탱크(250)에 모인 유체는 다시 아이튜브(240)에 형성된 냉각유체탱크로 각각 병렬로 유입되어 양측 아이튜브(240)에 형성된 방전관의 플라즈마 방전이 균일하게 형성될 수 있는 역할을 수행한다. 도시하지는 않았으나, 마그네틱 코어를 쿨링하기 위하여 하부냉각유체탱크(250)에 모인 유체가 각각의 아이튜브(240)와 마그네틱코어방열패드로 병렬연결된 냉각채널을 형성할 수도 있다. 이 때는, 제2 하부냉각유체탱크(252)로부터 양측 아이튜브(240) 및 마그네틱 코어 쿨링채널로 3개의 채널이 나뉘어져 병렬로 냉각유체가 유입된다. 다음으로, 제2 하부냉각유체탱크(252)로부터 유입되어 양측 아이튜브(240)로 유입된 냉각유체는 제1 상부냉각유체탱크(231)에 모이고 다시 제2 상부 냉각유체탱크(232)에 유입된다. 두개의 상부냉각유체탱크(230)에 냉각유체가 모두 차면 냉각유체출구(173)로 모든 플라즈마 방전영역(C)을 쿨링한 냉각유체는 나가게 된다.The flow of cooling fluid is as follows. Cooling fluid from the cooling fluid supply source 175 flows into the cooling fluid inlet 172 of the first lower cooling fluid tank 251 to collect the cooling fluid, and then the cooling fluid is collected in the second lower cooling fluid tank 252 block. do. The fluids collected in the two lower cooling fluid tanks 250 are introduced in parallel to the cooling fluid tanks formed in the eye tube 240 again, so that the plasma discharge of the discharge tubes formed in the both eye tubes 240 can be uniformly formed. carry out Although not shown, the fluid collected in the lower cooling fluid tank 250 to cool the magnetic core may form a cooling channel connected in parallel to each of the eye tubes 240 and the magnetic core heat dissipation pad. At this time, three channels are divided from the second lower cooling fluid tank 252 to both side eye tubes 240 and the magnetic core cooling channel, and the cooling fluid flows in parallel. Next, the cooling fluid introduced from the second lower cooling fluid tank 252 and flowing into the both eye tubes 240 is collected in the first upper cooling fluid tank 231 and again flows into the second upper cooling fluid tank 232 . do. When all of the cooling fluid is filled in the two upper cooling fluid tanks 230 , the cooling fluid that has cooled all the plasma discharge regions C is discharged through the cooling fluid outlet 173 .

이러한 프로세스쿨링라인은 세 가지 방법으로 적용이 가능하다. 먼저 각각의 블록에 형성된 냉각유체 입구 및 출구가 연결되는 프로세스 쿨링라인이 블록마다 플라즈마 반응기 외부에 형성되는 경우와 플라즈마 반응기 내부에서 냉각유체탱크가 연결되어 별도의 도출된 라인 없이 플라즈마 반응기를 쿨링하는 것이다. 다음으로, 상부냉각유체탱크(230), 아이튜브(240), 하부냉각유체탱크(250)에 각각 형성된 냉각유체 입구로 냉각유체공급원(175)으로부터 냉각유체가 동시에 유입되는 것이다. This process cooling line can be applied in three ways. First, when a process cooling line that connects the cooling fluid inlet and outlet formed in each block is formed outside the plasma reactor for each block, and a cooling fluid tank is connected inside the plasma reactor, the plasma reactor is cooled without a separate line. . Next, the cooling fluid is simultaneously introduced from the cooling fluid supply source 175 into the cooling fluid inlets formed in the upper cooling fluid tank 230 , the eye tube 240 , and the lower cooling fluid tank 250 .

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 방전관에 냉각유체탱크가 형성된 것을 나타내는 사시도이다.4 and 5 are perspective views illustrating that a cooling fluid tank is formed in a discharge tube of a plasma generator according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 플라즈마 방전관(140)을 중심으로 중공영역(A)이 형성된다. 이러한 중공영역(A)은 아이튜브(240) 냉각유체입구(172a) 및 아이튜브 냉각유체출구(173a)와 연결되어 프로세스쿨링라인의 일부가 되고 나아가 플라즈마 반응기(100) 전체로는 냉각유체를 반응기 몸체(110) 내부에 담는 냉각유체탱크가 구성된다. 중공영역(A)의 부피는 플라즈마 반응기(100)의 프로세스 용량에 따라 변화될 수 있으며 아이튜브 냉각유체입구(172a) 및 아이튜브 냉각유체출구(173a)의 위치는 편의에 따라 변화될 수 있다.As shown, the hollow region A is formed around the plasma discharge tube 140 . This hollow region (A) is connected to the eye tube 240, the cooling fluid inlet 172a and the eye tube cooling fluid outlet 173a, and becomes a part of the process cooling line, and furthermore, the cooling fluid is supplied to the plasma reactor 100 as a whole. A cooling fluid tank contained in the body 110 is configured. The volume of the hollow region A may be changed according to the process capacity of the plasma reactor 100 and the positions of the eye tube cooling fluid inlet 172a and the eye tube cooling fluid outlet 173a may be changed according to convenience.

도 6은 도 5의 B-B'의 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 5 .

도시된 바와 같이 플라즈마 방전관(140)을 중심으로 아이튜브(240)의 양측의 일부를 파내어 중공영역(A)을 형성시킨다. 도 5에 도시된 바와 같이 플라즈마 방전관의 형상을 따라 냉각유체를 담을 수 있도록 파낸 중공영역(A)은 아이튜브 커버(241)로 막아진다. 상술한 바와 같은 아이튜브 커버(241)는 O링을 중심에 두고 아이튜브(240)의 중공영역(A)을 씰링시킨다.As shown, a hollow region A is formed by digging out a portion of both sides of the eye tube 240 around the plasma discharge tube 140 . As shown in FIG. 5 , the hollow region A dug out to contain the cooling fluid along the shape of the plasma discharge tube is blocked with the eye tube cover 241 . The eye tube cover 241 as described above seals the hollow region A of the eye tube 240 with the O-ring at the center.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 제1 및 제2 상부블록을 나타내는 사시도이다.7 and 8 are perspective views illustrating first and second upper blocks of a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 도면은 가스배출구(113)를 중심으로 주변을 따라 반응기 몸체의 내부에 구성된 하부냉각유체탱크를 나타낸다. 반응기 몸체의 상부 블럭을 구성하는 상부냉각유체탱크 역시 도시된 도면을 통하여 이해할 수 있다. 제1 하부냉각유체탱크(231)가 형성된 제1 하부블록(233)에 냉각유체공급원(175)으로부터 냉각유체가 공급되는 냉각유체입구(172)가 형성된다. 상술한 바와 같은 하부블록은 다시 두개의 상하블록으로 나뉘어진다. 제1 하부냉각유체탱크(231)는 플라즈마 공정시 플라즈마 반응기(100)의 가스배출구(113)를 중심으로 특별히 온도가 높아지는 것을 막을 수 있도록 플라즈마 반응기(100)의 용량에 따라 크기가 조절될 수 있다. 제1 하부냉각유체탱크(231)의 중공영역(A)을 덮도록 제 1 상부층(130)이 구성된다. 상술한 바와 같은 중공영역(A)은 오링을 두어 중공영역(A) 주변에 형성된 홈에 끼워 압축 밀봉할 수 있도록 한다. 제 1 상부층(130)은 제1 하부냉각유체탱크(231)에 부착되도록 하며 그 재질은 알루미늄 또는 알루미늄합금이 가능하다. 다음으로, 제1 하부냉각유체탱크(231)와 연결되는 제2 하부냉각유체탱크(232)가 형성된 제 2 하부블록(234)은 아이튜브와 연결되는 두개의 중공이 형성되어 있으며, 제1 하부냉각유체탱크(231)와 같이 중공영역(A)을 덮는 제 2 상부층(131)과 오링을 두고 중공영역(A) 주변에 형성된 홈에 끼워 압축 밀봉한 후 제 1 하부블록(233)과 연결된다. 제 1 및 제 2 하부블록과 같이 반응챔버(110)의 상부블록은 하부블록과 같이 제1 및 제2 상부블록인 두개의 상부블록으로 나뉘며 상부블록은 하부의 아이튜브와 연결되어 6개의 블록으로 구성된 플라즈마 반응기(100)가 형성된다.The drawing shows a lower cooling fluid tank configured inside the reactor body along the periphery around the gas outlet 113 . The upper cooling fluid tank constituting the upper block of the reactor body can also be understood through the accompanying drawings. The cooling fluid inlet 172 through which the cooling fluid is supplied from the cooling fluid supply source 175 is formed in the first lower block 233 in which the first lower cooling fluid tank 231 is formed. The lower block as described above is again divided into two upper and lower blocks. The size of the first lower cooling fluid tank 231 may be adjusted according to the capacity of the plasma reactor 100 so as to prevent the temperature from particularly increasing around the gas outlet 113 of the plasma reactor 100 during the plasma process. . The first upper layer 130 is configured to cover the hollow region A of the first lower cooling fluid tank 231 . The hollow region (A) as described above is fitted with an O-ring into the groove formed around the hollow region (A) to be compression-sealed. The first upper layer 130 is attached to the first lower cooling fluid tank 231, and the material thereof may be aluminum or an aluminum alloy. Next, the second lower block 234 in which the second lower cooling fluid tank 232 connected to the first lower cooling fluid tank 231 is formed has two hollows connected to the eye tube, and the first lower block 234 is formed. Like the cooling fluid tank 231, the second upper layer 131 covering the hollow region A and the O-ring are placed in the groove formed around the hollow region A, and after compression sealing, it is connected to the first lower block 233. . Like the first and second lower blocks, the upper block of the reaction chamber 110 is divided into two upper blocks that are first and second upper blocks like the lower block, and the upper block is connected to the lower eye tube to form six blocks. The configured plasma reactor 100 is formed.

도 9와 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 반응기에 마그네틱 코어 방열패드가 장착된 플라즈마 반응기의 단면도이다.9 and 10 are cross-sectional views of a plasma reactor equipped with a magnetic core heat dissipation pad in the plasma reactor according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와같이, 마그네틱코어(120)를 냉각시키기 위해 마그네틱 코어 방열패드(160)를 장착한다. 마그네틱 코어 방열패드(160)는 구리로 형성되며 냉각효율이 높은 금속물질이면 어느 것이나 가능하다. 이러한 마그네틱 코어 방열패드(160)는 플라즈마 반응기(100)의 반응기 몸체(110) 표면전위가 제로포텐셜(OV)인 위치에 장착한다. 제로포텐셜 위치(190)에 장착되면 절연체를 사용하지 않아도 되는 장점이 있다. 이러한 제로포텐셜 위치(190)는 가변적인데, 도시된 바와 같은 반응기 몸체(110)는 I 튜브형태의 플라즈마 방전실(140)의 중앙이 바람직하다. 상술한 바와 같은 장점 외에 마그네틱 코어 방열패드(160)가 반응기 몸체(110)에 장착되면, 프로세스쿨링라인(170)에 흐르는 냉각유체로 인한 반응기 몸체(110)의 냉각에 더하여 여분의 냉기까지 마그네틱 코어 방열패드(160) 냉각에 사용할 수 있는 장점이 있다. 전위 위치에 상관없이 절연물질이 삽입 또는 코팅된 마그네틱 코어 방열패드(160)가 플라즈마 반응기 몸체(110)에 장착될 수도 있다. As shown, the magnetic core heat dissipation pad 160 is mounted to cool the magnetic core 120 . The magnetic core heat dissipation pad 160 is formed of copper and may be any metal material having high cooling efficiency. The magnetic core heat dissipation pad 160 is mounted at a position where the surface potential of the reactor body 110 of the plasma reactor 100 is zero potential (OV). When it is mounted in the zero potential position 190, there is an advantage that an insulator does not need to be used. The zero potential position 190 is variable, and the reactor body 110 as shown is preferably at the center of the plasma discharge chamber 140 in the form of an I tube. In addition to the advantages described above, when the magnetic core heat dissipation pad 160 is mounted on the reactor body 110 , the magnetic core is cooled to excess cold air in addition to the cooling of the reactor body 110 due to the cooling fluid flowing through the process cooling line 170 . There is an advantage that can be used for cooling the heat dissipation pad 160 . The magnetic core heat dissipation pad 160 having an insulating material inserted or coated therein may be mounted on the plasma reactor body 110 regardless of the potential position.

도 11은 본 발명의 전위와 마그네틱 코어 방열패드의 위치와의 관계를 도시한 도면이다.11 is a diagram showing the relationship between the potential of the present invention and the position of the magnetic core heat dissipation pad.

플라즈마 반응기(100)는 점선으로 나타낸 제로포텐셜 라인(190)이 다음과 같이 결정된다. 상부가 사인파(Sine wave)로 형성된다면, 하부는 그 위상이 180도 바뀐 신호를 갖는다. 따라서 사인파와 위상이 뒤집힌 사인파가 만나는 지점이 제로포텐셜 위치(190)가 된다. 도시된 플라즈마 반응기(100)는 절연영역이 네 개이나 절연영역의 위치, 개수, 또한 전원공급원의 위치 및 접지되는 위치에 따라 위상은 변화하고 따라서 제로포텐셜 라인(190)는 변화가능하며, 이러한 제로포텐셜 위치(190)는 절연이 필요치 않다. 필요에 따라 구리 또는 구리합금으로 이루어진 마그네틱 코어 방열패드는 반응챔버에 장착시 절연물질을 이용하여 절연시킨 다음 냉각유체와 연결시키는 방법도 가능하다.In the plasma reactor 100, a zero potential line 190 indicated by a dotted line is determined as follows. If the upper part is formed as a sine wave, the lower part has a signal whose phase is changed by 180 degrees. Therefore, the point where the sine wave and the sine wave whose phase is reversed meet becomes the zero potential position 190 . Although the illustrated plasma reactor 100 has four insulating regions, the phase changes depending on the position and number of insulating regions, and also the position of the power supply source and the grounding position, and thus the zero potential line 190 is changeable, such zero Potential position 190 does not require isolation. If necessary, the magnetic core heat dissipation pad made of copper or copper alloy may be insulated using an insulating material when mounted in the reaction chamber and then connected to a cooling fluid.

도 12는 본 발명의 마그네틱 코어 방열패드가 방열되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.12 is a view schematically showing that the magnetic core heat dissipation pad of the present invention is dissipated.

도시된 바와 같이 반응기몸체 내부에 형성된 프로세스쿨링라인으로 인한 여분의 냉기를 사용하도록 마그네틱 코어 방열패드(160)가 반응기 몸체에 장착된다.구획이 여러 개로 나뉘어진 마그네틱 코어(120)가 마그네틱 코어 방열패드(160)에 삽입된다. 따라서 플라즈마 반응시 올라간 마그네틱 코어(120)의 온도는 도시되지는 않았으나 일차적으로 프로세스쿨링라인의 일부와 연결된 마그네틱 코어 방열패드(160)로 냉각되고 도시된 바와 같이 반응기 몸체에 접촉함으로써 여분의 냉기까지 사용하여 냉각하므로 보다 효과적인 냉각이 가능하게 된다.As shown, a magnetic core heat dissipation pad 160 is mounted on the reactor body to use the extra cold air generated by the process cooling line formed inside the reactor body. The magnetic core 120 divided into several compartments is a magnetic core heat dissipation pad. (160) is inserted. Therefore, although the temperature of the magnetic core 120 raised during the plasma reaction is not shown, it is primarily cooled by the magnetic core heat dissipation pad 160 connected to a part of the process cooling line, and as shown in the figure, by contacting the reactor body, even extra cold air is used This allows for more effective cooling.

도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마그네틱 코어 방열패드의 냉각유체 유입을 플라즈마 반응기의 냉각유체 출입구와 연결한 것을 나타낸 도면이다.13 is a view showing the connection of the cooling fluid inflow of the magnetic core heat dissipation pad to the cooling fluid inlet of the plasma reactor according to various embodiments of the present invention.

냉각유체가 흐르는 프로세스 쿨링라인은 냉각유체입구(172)와 냉각유체출구(173)가 포함된다. 이러한 냉각유체의 입구 및 출구(172,173)와 마그네틱 코어 방열패드(160) 내부에 형성된 냉각채널을 연결한다. 도시하지는 않았으나, 마그네틱 코어 방열패드(160)가 반응기 몸체(110)와 결합하여 외부로 일부분 프로세스쿨링라인을 도출하는 도시한 그림과 같은 방법이 아닌, 내부로 연결된 프로세스 쿨링라인을 형성할 수 있다. 마그네틱 코어 방열패드(160) 내부의 냉각채널은 도 9내지 도 12를 통하여 설명한다.The process cooling line through which the cooling fluid flows includes a cooling fluid inlet 172 and a cooling fluid outlet 173 . The inlets and outlets 172 and 173 of the cooling fluid are connected to a cooling channel formed inside the magnetic core heat dissipation pad 160 . Although not shown, the magnetic core heat dissipation pad 160 is coupled with the reactor body 110 to form a process cooling line connected to the inside, rather than the method shown in the figure in which a part of the process cooling line is drawn to the outside. The cooling channel inside the magnetic core heat dissipation pad 160 will be described with reference to FIGS. 9 to 12 .

도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마그네틱 코어 방열패드의 냉각유체 유입구와 플라즈마 반응기의 냉각유체 출입구를 연결하고 프로세스쿨링라인의 제로포텐셜 전위와 접촉시킨 플라즈마 반응기를 나타내는 단면도이다.14 is a cross-sectional view illustrating a plasma reactor connected to a cooling fluid inlet of a magnetic core heat dissipation pad and a cooling fluid outlet of a plasma reactor and brought into contact with a zero potential potential of a process cooling line according to various embodiments of the present disclosure;

냉각유체가 흐르는 프로세스 쿨링라인은 냉각유체입구(172)와 냉각유체출구(173)가 포함된다. 이러한 냉각유체의 입구 및 출구(172,173)와 마그네틱 코어 방열패드(160) 내부에 형성된 냉각채널을 연결한다. 냉각유체의 입구 및 출구(172,173)는 도시된 바와 같이 좌우 대칭적으로 형성될 수 있으나 하부에 입구 또는 출구, 상부에 입구 또는 출구가 형성될 수 있는 다양한 실시예가 가능하다. 도시하지는 않았으나, 마그네틱 코어 방열패드(160)가 반응기 몸체(110)와 결합하여 외부로 일부분 프로세스쿨링라인을 도출하는 도시한 그림과 같은 방법이 아닌, 내부로 연결된 프로세스 쿨링라인을 형성할 수 있다. 이렇게 마그네틱 코어 방열패드(160) 내부에 프로세스쿨링라인을 연결하고 다음으로, 반응기 몸체의 여분의 냉기를 제로포텐셜 위치에 접촉시켜 2차 냉각을 실시한다. The process cooling line through which the cooling fluid flows includes a cooling fluid inlet 172 and a cooling fluid outlet 173 . The inlets and outlets 172 and 173 of the cooling fluid are connected to a cooling channel formed inside the magnetic core heat dissipation pad 160 . The inlets and outlets 172 and 173 of the cooling fluid may be formed symmetrically left and right as shown, but various embodiments in which the inlet or outlet may be formed at the lower portion and the inlet or outlet may be formed at the upper portion are possible. Although not shown, the magnetic core heat dissipation pad 160 is coupled with the reactor body 110 to form a process cooling line connected to the inside, rather than the method shown in the figure in which a part of the process cooling line is drawn to the outside. In this way, the process cooling line is connected inside the magnetic core heat dissipation pad 160, and then, the excess cold air of the reactor body is brought into contact with the zero potential position to perform secondary cooling.

도 15는 본 발명의 다양한 실시예로서 절연영역의 위치 및 개수에 따른 전위변화에 따라 장착된 마그네틱 코어 방열패드를 포함하는 플라즈마 반응기의 단면도이다.15 is a cross-sectional view of a plasma reactor including a magnetic core heat dissipation pad mounted according to a potential change according to the location and number of insulating regions according to various embodiments of the present invention.

도시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(100)는 절연체(162)로 플라즈마 방전관(140)이 나뉘어진다. 절연체(162)의 위치가 변모함에 따라 마그네틱 코어 방열패드(160)를 제로포텐셜 위치(190)에 장착하여 냉각시키는 경우 프로세스쿨링라인(170)과 접촉하는 부위가 변모될 수 있음을 도시한 것이다. 절연영역은 비대칭적인 위치에 형성될 수도 있고, 하나 이상이면 족하며 이에 따라 제로포텐셜 위치(190)가 변화된다. 이러한 절연영역의 변화에 따른 제로포텐셜 위치(190)에 마그네틱 코어 방열패드(160)를 부착시킨다. 마그네틱 코어 방열패드(160)의 재질은 금속이며 특히 구리 또는 구리 합금이 가능하다. 또한 반응챔버(110)와 접촉시 제로포텐셜 위치(190)에 구애받지 않고 절연시키는 것도 가능하다.As shown, in the plasma reactor 100 , the plasma discharge tube 140 is divided by an insulator 162 . As the position of the insulator 162 changes, when the magnetic core heat dissipation pad 160 is mounted at the zero potential position 190 to cool it, the portion in contact with the process cooling line 170 may be changed. The insulating region may be formed at an asymmetrical position, and one or more is sufficient. Accordingly, the zero potential position 190 is changed. The magnetic core heat dissipation pad 160 is attached to the zero potential position 190 according to the change in the insulating area. The material of the magnetic core heat dissipation pad 160 is metal, and in particular, copper or a copper alloy may be used. In addition, it is also possible to insulate the reaction chamber 110 irrespective of the zero potential position 190 when in contact.

도 16 내지 도 19는 본 발명에 따른 마그네틱 코어 방열패드를 도시한 도면이다.16 to 19 are views illustrating a magnetic core heat dissipation pad according to the present invention.

마그네틱 코어 방열패드(160)는 프로세스쿨링라인과 연결되는 냉각유체입구(172a)와 냉각유체출구(173a)를 가지며 다수의 마그네틱 코어가 삽입되도록 윙 바디를 갖는다. 도 18에 도시된 바와 같이, 마그네틱 코어 방열패드(160) 내부에는 중공영역(B)이 형성되어 있으며, 이러한 중공영역은 냉각유체탱크로서 기능한다. 마그네틱 코어 방열패드(160)의 윙바디 부분은 방열판으로서 기능한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 마그네틱 코어(120)는 마그네틱 코어 방열패드(160)의 윙바디(161) 부분에 각각 삽입되며 마그네틱 코어 방열패드(160)의 냉각유체입구(172a)와 냉각유체출구(173a)를 통하여 프로세스쿨링라인으로부터 유입되는 냉각유체로 1차적으로 냉각된다. 다음으로, 상술한 바와 같이, 반응기 몸체의 여분의 냉기를 반응기 몸체와 접촉하여 2차적으로 냉각한다.The magnetic core heat dissipation pad 160 has a cooling fluid inlet 172a and a cooling fluid outlet 173a connected to the process cooling line, and has a wing body so that a plurality of magnetic cores are inserted. As shown in FIG. 18 , a hollow region B is formed inside the magnetic core heat dissipation pad 160 , and this hollow region functions as a cooling fluid tank. The wing body portion of the magnetic core heat dissipation pad 160 functions as a heat dissipation plate. 12, the magnetic core 120 is inserted into the wing body 161 part of the magnetic core heat dissipation pad 160, respectively, and the cooling fluid inlet 172a and the cooling fluid outlet of the magnetic core heat dissipation pad 160 It is primarily cooled with the cooling fluid flowing in from the process cooling line through 173a). Next, as described above, the excess cold air of the reactor body is in contact with the reactor body to be secondaryly cooled.

이상에서 설명된 본 발명의 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments of the plasma reactor with the improved cooling structure of the present invention described above are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications and equivalent other embodiments therefrom. You will be able to see the point well. Therefore, it will be well understood that the present invention is not limited to the form mentioned in the above detailed description. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims. Moreover, it is to be understood that the present invention covers all modifications, equivalents and substitutions falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 플라즈마 반응기 110 : 반응기 몸체
112 : 가스입구 113 : 가스 배출구
115 : 배기부 120 : 마그네틱 코어
121 : 일차권선 130 : 제1 상부층
132 : 제1 하부층 140 : 플라즈마 방전실
160 : 마그네틱 코어 방열패드 161 : 윙바디
170 : 프로세스쿨링라인 172 : 냉각유체입구
173 : 냉각유체출구 175 : 냉매공급원
180 : 전원공급원 A,B : 중공영역
182 : 점화전극 188 : 절연 플레이트
190 : 제로포텐셜 위치 200 : 냉각유체흐름도
230 : 상부냉각유체탱크 231 : 제1 상부냉각유체탱크
232 : 제2 상부냉각유체탱크 240 : 아이튜브
250 : 하부냉각유체탱크 251 : 제1 하부냉각유체탱크
252 : 제2 하부냉각유체탱크 C : 플라즈마 방전영역100: plasma reactor 110: reactor body
112: gas inlet 113: gas outlet
115: exhaust unit 120: magnetic core
121: primary winding 130: first upper layer
132: first lower layer 140: plasma discharge chamber
160: magnetic core heat dissipation pad 161: wing body
170: process cooling line 172: cooling fluid inlet
173: cooling fluid outlet 175: refrigerant supply source
180: power source A, B: hollow area
182: ignition electrode 188: insulating plate
190: zero potential position 200: cooling fluid flow chart
230: upper cooling fluid tank 231: first upper cooling fluid tank
232: second upper cooling fluid tank 240: eye tube
250: lower cooling fluid tank 251: first lower cooling fluid tank
252: second lower cooling fluid tank C: plasma discharge area

Claims (9)

플라즈마 반응기는,
토로이달형의 플라즈마 채널이 형성되는 플라즈마 방전실;
상기 플라즈마 반응기 내부에 위치하며 상기 플라즈마 채널의 형상을 따라 열을 흡수하도록 냉각채널에 연결된 냉각유체를 담는 냉각유체탱크; 및
상기 냉각채널에 냉각유체를 유입시키는 냉각유체 공급원을 포함하고,
상기 플라즈마 반응기는 하나 이상의 하부블록과 두 개의 아이튜브와 하나 이상의 상부블록을 포함하고,
상기 냉각유체공급원과 연결되는 상기 냉각유체 입구는 상기 하부블록에 형성되고,
상기 냉각유체 출구는 상기 상부블록에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기.plasma reactor,
a plasma discharge chamber in which a toroidal-type plasma channel is formed;
a cooling fluid tank located inside the plasma reactor and containing a cooling fluid connected to the cooling channel to absorb heat along the shape of the plasma channel; and
a cooling fluid supply source for introducing a cooling fluid into the cooling channel;
The plasma reactor includes at least one lower block, two eye tubes, and at least one upper block,
The cooling fluid inlet connected to the cooling fluid supply source is formed in the lower block,
The cooling fluid outlet is a plasma reactor with improved cooling structure, characterized in that formed in the upper block. 삭제delete 제1 항에 있어서,
다수의 블록으로 나뉘는 상기 플라즈마 반응기 내부에 일부 또는 모두 상기 냉각유체탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기.According to claim 1,
A plasma reactor with an improved cooling structure, characterized in that part or all of the cooling fluid tank is included in the plasma reactor divided into a plurality of blocks. 제3 항에 있어서,
상기 플라즈마 반응기 내부에 형성된 상기 냉각유체탱크는 중공영역과 이를 씰링하기 위한 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기.4. The method of claim 3,
The cooling fluid tank formed inside the plasma reactor comprises a hollow region and a cover for sealing the plasma reactor. 삭제delete 제3 항에 있어서,
상기 냉각유체탱크로 유입되는 냉각유체는 상기 플라즈마 반응기의 블록마다 냉각유체 입구 및 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기.4. The method of claim 3,
The cooling fluid flowing into the cooling fluid tank includes a cooling fluid inlet and an outlet for each block of the plasma reactor. 플라즈마 반응기는,
토로이달형의 플라즈마 채널이 형성되는 플라즈마 방전실;
상기 플라즈마 반응기 내부에 형성된 프로세스쿨링라인;
상기 플라즈마 방전실의 일부를 둘러싸는 마그네틱 코어;
상기 마그네틱 코어에서 발생되는 열을 상기 프로세스쿨링라인과 연결하여 1차적으로 냉각시키고, 상기 플라즈마 반응기와 접촉하여 2차적으로 냉각시키는 마그네틱 코어 방열패드를 포함하고,
상기 마그네틱 코어 방열패드는 상기 플라즈마 반응기의 제로포텐셜 위치에 접촉하는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기.plasma reactor,
a plasma discharge chamber in which a toroidal-type plasma channel is formed;
a process cooling line formed inside the plasma reactor;
a magnetic core surrounding a portion of the plasma discharge chamber;
and a magnetic core heat dissipation pad for primary cooling by connecting the heat generated from the magnetic core to the process cooling line, and secondary cooling by contacting the plasma reactor,
The plasma reactor with improved cooling structure, characterized in that the magnetic core heat dissipation pad is in contact with the zero potential position of the plasma reactor. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 하부블록은 가스배출구를 중심으로 주변부에 하부 냉각유체 탱크가 형성되고,
상기 하부 냉각유체탱크에 모인 냉각유체는 두 개의 상기 아이튜브에 형성된 냉각유체탱크로 각각 병렬로 유입되는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 개선한 플라즈마 반응기.According to claim 1,
The lower block has a lower cooling fluid tank formed on the periphery around the gas outlet,
The cooling fluid collected in the lower cooling fluid tank is respectively introduced in parallel into the cooling fluid tanks formed in the two eye tubes.
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